imagazin arrow2-left arrow2-right arrow2-top arrow-up arrow-down arrow-left arrow-right cart close dossiers education fb instagram menu notification oander rss rss-footer search service shuffle speech-bubble star store stores tests twitter youtube

Zakaj se naše elektronske naprave kvarijo?

Grega

 

Slaba kvaliteta, načrtovana zastarelost, palčki, ki uničujejo matično ploščo? Vse kar občuti povprečni uporabnik je to, da se njegov prenosnik, telefon ali druga naprava v nekem trenutku pokvari in treba je poiskati zamenjavo. Ampak, zakaj naše naprave ne delujejo večno?

Vsak bi z veseljem imel prenosnik (in bi zanj tudi dobro plačal), če bi deloval celo življenje uporabnika. Na žalost je kruta resnica ta, da se elektronske naprave kvarijo.

Čeprav tega nič ne upravičuje, vsaj ne dandanes. Včasih je bilo v napravah ogromno premičnih delov, za katere smo razumeli, da se lahko pokvarijo. Ampak, zakaj se pokvari tudi namizni računalnik, ki ga le postavimo na mizo in ostane tam do konca? Notri so koščki, kratki kabli in tiskano vezje, skozi katere stalno in stabilno teče elektrika in se ne premikajo. Kje je torej problem? V fiziki!

Majhni elektroni povzročijo veliko škode

Trditev, da v modernih računalnikih ni veliko premičnih delov, je pravilna iz človeške perspektive, na nivoju atoma pa to ni res. Naprave uporabljajo elektriko, ki je v osnovi tok elektronov, to pa pomeni milijarde premikajočih delcev. Tu se začnejo težave.

Da prenesemo elektriko iz enega dela naprave v drugega, potrebujemo prevodnike. To so ponavadi trdne snovi s specifično kristalno strukturo (kovinska mreža). Osnova mreže je narejena iz pozitivno nabitih jeder, ki so primeru, med njimi pa se hitro premikajo valenčni elektroni, ki prenašajo elektriko.

Tako imamo kovino, ki ima fiksne in premikajoče elemente. Teža elektronov je praktično nična v primerjavi s težo jeder, tako da ne morejo narediti ničesar, tudi če se zaletijo v jedro. Kot košček prahu na Himalaji.

To je res, vendar ko skozi kovino teče elektrika imamo ogromno elektronov, ki se premikajo s svetlobno hitrostjo. Skupaj imajo lahko tako tudi vpliv na jedra, kar se imenuje elektromigracija. Na žalost je posledica tega, da se material “utrudi”, kar vodi do poškodb. To si lahko predstavljamo kot erozijo vode, ki v tla zareže rečno strugo, čez tisoče let pa lahko to postane recimo Veliki Kanjon.

Dobra novica je, da je za elektromigracijo pomemben čas; slaba novica, pa da je ta fenomen neizogiben, vse stvari, skozi katere teče elektrika, bodo to občutile. Niso sicer vse nujno obsojene na smrt, je pa problem, da se učinki elektromigracije bolj poznajo pri večji napetosti in/ali temperaturi, sploh kadar elektroni potujejo skozi materiale z manjšim prerezom.

Dandanes je vse narejeno čim manjše, naprave so vedno tanjše ipd. in tu pride do izraza zgornji problem. Manjše naprave, večja obraba.

Elektronske naprave ne marajo vročine

Problem z vročino ni le ta, da pripomore k elektromigraciji. Veliko elementov lahko vzdrži 100 stopinj Celzija brez problema, ohladijo pa se ko je naprava ali del naprave izklopljen. Se pa materiali pri višji temperaturi razširijo, pri nižji pa skrčijo. To pomeni konstantno razširjanje in skrčevanje naših naprav, kar je zopet premikanje in to pripomore k okvaram. Poleg tega pa pri visokih temperaturah trpijo tudi spajkani deli, ki se lahko stopijo in zmanjšajo stabilnost izdelave naprave.

Seveda gre pri okvari lahko tudi za napake pri izdelavi ali nihanja v napetosti (udar strele). Da ne omenjamo nesreče: polita kava, padec in podobno.

 

Vir: Techquickie

 

Beats Fall 2017
Apple Inc. (AAPL)