Leistungsaufnahme = Verlustleistung?

[m_tree]

Vorab: Die Fragestellung geht über die übliche Definition der TDP hinaus, hat also denk ich ihre Berechtigung. Neuer Thread, weil ich dazu in der Suche nix wirklich finden konnte.

Ich hatte kürzlich ne Diskussion mit nem Kumpel über die Leistungsumsetzung eines Rechners. Die Behauptung war von ihm, dass die gesamte Leistungsaufnahme in Wärme umgesetzt wird. Meine Gegenargumente waren in erster Linie die Leistung, die durch Lüfter und HDDs in mechanische Arbeit umgesetzt wird und die Rechenleistung an dich. Nach wie vor hat er aber gemeint, dass auch die mechanische Energie am Ende in Wärme übergeht und die "Rechenleistung" sowieso. Das erschien mir dann doch irgendwie einleuchtend: In Bewegung gebrachte Luft gibt beim Übergang in den "Ruhezustand" auch ihre Energie als Wärme ab, ähnlich dürfte das bei den Plattern sein - ich denke nicht dass die Verlustleistung des Motors und der Elektronik die HDD so warm werden lässt.

Stimmt es also, dass man die TDP mit der Leistungsaufnahme der CPU gleich setzen und auch die gesamte Leistungsaufnahme des Rechners mit der gesamten Verlustleistung gleich setzen kann? Dass mein Rechner im idle (gesamte Leistungsaufnahme ~130W) auch schon ganzschön heizt merkte ich schon öfters ...

Prinzipiell geht das ja jetzt nur um grundlegende physikalische Gesetze, allerdings fehlen mir da im Moment schlichtweg ein paar Anhaltspunkte.

THX schonmal

 

[Newgenera2589]

also die Verlustleistung mit der Leistungsaufnahme zu vergleichen ist glaub ich sehr falsch...
aber ich lass mich gerne besser belehren

 

[Fairy Ultra]

nach dieser Logik dürfte der Stromverbrauch nicht über die TDP steigen, dies ist aber nicht der Fall, der reale Stromverbrauch kann sehr wohl über der TDP liegen.

Die TDP ist nur ein Maß für die Dimensionierung des Kühlkörpers.(Verlustleistung)
nicht mehr nicht weniger.

natürlich ist sie mit dem Stromverbrauch korreliert,aber in welchem funktionalen Zusammenhang? linear? quadratisch?

Auch wird die TDP in der Regel für mehrere Prozessoren Pauschal angegeben.

Beispielsweise AMD:
AMD Sempron 64 2100+ Sockel-AM2 boxed, 2x 1.80GHz, 2x 256kB Cache
AMD Athlon 64 X2 6000+ 65nm Sockel-AM2 tray, 2x 3.10GHz, 2x 512kB Cache

beide mit 65W TDP
verbrauchen beide Prozessoren gleich viel?

entsprechendes gilt für Intel.
anders wäre es wenn für jede CPU individuell eine TDP angeben würde, dann könne man wenigstens sortieren.

 

[MisterDT]

bestes beispiel dazu ist die glühbirne: fast die gesamte aufgenommene energie/leistung wird in wärme umgewandelt, aber eben nur fast.
so verhält es sich auch mit der leistungsaufnahme des rechners.

 

[underclocker2k4]

Zunächst muß man sich genau klarmachen, was im Rechner genau passiert.
Man muß sich stehts bewußt sein, dass Energie immer nur umgewandelt werden kann, diese kann also nicht verschwinden oder mehr werden.
Dann muß man sich Informieren, was es alles für Energien gibt.

Beim Lüfter und der HDD wird ein Großteil der zugeführten Energie vom Motor gebraucht.
Dieser wandelt diese hauptsächlich in mechanische Energie um, ein geringer Teil wird vom Motor selber gebraucht, das sind ca 20%. (Bei der HDD noch ein kleiner Teil für die elektronik, hier kommen wir später noch zu)
Aber, dadruch dass sich grad bei der HDD die Platten sehr schnell drehen und auch teilweise mehre vorhanden sind, wird auch hier noch die mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt.
Merke hier, Großteil in mechanischen Energie und ein kleinerer Teil in Wärme. (Mit dem Motor kommen wir noch zu) (nehmen wir mal das Verhältnis 66%:33%)

Die von die angesprochene Rechenleistung gibt es nicht. Das ist keine physikalische Größe und es gibt auch keine Rechenenergie.

Kommen nun zum wirklich interessanten Punkt in dieser Thematik, der CPU.
Zunächsteinmal besteht eine CPU zu fast 100% aus Transistoren.
Es gibt also keine weiteren Komponenten, also gibt es auch nichts weiter, was in der Lage wäre die elektrische Energie in irgendeine andere Energieform umzuwandeln.
Also muß der Transistor der Übeltäter sein.

Extrem vereinfacht ist ein Transistor nur ein Stückchen Draht, welchem ich sagen, ob es nun leitend ist oder nicht. Es fließt also ein Strom oder nicht. Fließt kein Strom, habe ich keine Stromaufnahme, fließt ein Strom, habe ich eine Stromaufnahme. Da es aber Millionen von den Teilen sind, kommt ganz schön was zusammen, wenn alle leitend sind.

So, und jetzt wirds interessant.
Der Transistor kennt 3 Zustände, sperrend, leitend, kurzschluß(aka sehr niederohmig).
Zu diesen Zuständen kommen noch passend Spannung und Strom und passend ein Widerstand.

Ist er sperrend, hat er einen sehr hohen Innenwiderstand, im Megaohmbereich:
Spannung am Transistor, maximal(aber sehr wenig bei der CPU), Strom minimal(fast 0), ohne jetzt konkrete Zahlen zu nennen.
Daraus ergibt sich eine Leistung von nahezu 0W. (0 x irgendwas = 0)

Ist er auf Kurzschluß, ist sein Innenwiderstand sehr gering, im Miliohmbereich bis einstelliger Ohmbereich:
Spannung am Transistor, immernoch maximal, Strom maximal(hier können zig Ampere fließen), ohne jetzt konkrete Zahlen zu nennen.
Daraus ergibt sich eine Leistung von maximal (m)W.

Leitend beschreibt den Zustand zwischen sperrend und Kurzschluß. Diesen kann man stufenlos einstellen. Wenn ein Transistor nun angesteuert wird, steigt an ihm die Steuerspannung an (rasendschnell). Also geht der von sperrend in Richtung Kurzschluß. Dh. die Leistungsaufnahme geht von fast 0 auf maximum. Wenn jetzt die Steuerspannung wieder abfällt, gehts wieder in die andere Richtung.

Also pendelt der Transistor ständig zwischen sperrend und Kurzschluß oder zwischen fast 0W und maximal W hin und her.
Dieses Pendeln ist der Takt, also im GHz bereich.

Das heißt also, dass ein Transistor quasi ständig Leistung aufnimmt, da der Zustand "sperrend" nur wenige pikosekunden andauert.

So, da der Transistor ja wie gesagt, eine Art Draht, der Strom fließen läßt.
Der Strom ist der, der dafür sorgt, dass über haupt was passiert.
Jetzt haben wir 4 physikalische Wirkungen des Stroms
1. Wärmewirkung
2. Magnetische Wirkung
3. Lichtwirkung
4. Chemische Wirkung

zu 4. Fällt raus, da dies primär in Flüssigkeiten passiert.
zu 3. Fällt aus raus, da es in Gasen und speziellen Halbleiter(LED) passiert.

zu 2.
Die magnetische Wirkung ist relativ gering, deswegen bestehen Spulen mit hohen Induktivitäten aus vielen tausend Wicklungen.

zu 1.
Bleibt als noch die Wärmewirkung. Diese macht den größten Anteil aus, fast 100% (ca 95%)

Das heißt also, der ein Großteil der zugeführten Energie in Wärme umgewandelt wird. Letztendlich ist die CPU nichts weiter wie nen Toaster, nen E-Herd, ein Fön oder eine Glühbirne. Der Mamutanteil wird einfach, im wahrsten Sinne des Wortes, verheizt.

Die TDP ist einfach nur die Leistung, die zu Grundlage genommen wird um zum einen die Stromversorgung zu dimensionieren und zum anderen um zu wissen, wieviel Wärme ich abführen muß, also was brauche ich für einen Kühler.

Beim Motor wird das ganze ein wenig komplexer, man kann aber davon ausgehen, dass der Wirkungsgrad hier bei ca 90% liegt. Das heißt, 90% der Energie wird in mechanische umgewandelt.

EDIT:
Eine CPU beansprucht aber nun nicht ständig alle Transistoren, sondern nutzt nur die, die auch tatsächlich gebraucht werden. Gibt es was zu arbeiten, nimmt es sich eine "paar" Transistoren und berechnet den Vorgang. Danach werden die Transistoren wieder abgeschalten.
Also verbraucht eine CPU nur dann richtig Strom, wenn es was zu tun gibt. Aber eine CPU läßt sich nicht abschalten, ein gewissen Teil der Transistoren ist immer aktiv, nennen wir sie mal Grundtransistoren. Dieser Zustand wird mit IDLE betitelt.
Wenn man nun den Takt der CPU senkt, dann senkt man automatisch den Takt der "Grundtransistoren", das heißt, dass der Anteil des Sperrens an der Gesamtzeit wird größer, damit sinkt die durchschnittliche Stromaufnahme.

MisterDT hat den kurzen Weg gewählt.

 

[m_tree]

bestes beispiel dazu ist die glühbirne: fast die gesamte aufgenommene energie/leistung wird in wärme umgewandelt, aber eben nur fast.
so verhält es sich auch mit der leistungsaufnahme des rechners.

Definitiv nicht. Denn die Restenergie, die bei der Glühbirne nicht in Wärme umgewandelt wird, wird in Licht umgewandelt. Das Licht, das nicht aus dem Zimmer raus kommt, wird ebenfalls in Wärme umgewandelt. Schlussendlich geht nur der Teil der Energie nicht (unmittelbar) in Wärme über, der durch dein Fenster hinaus scheint. Die Wände reflektieren das Licht ja auch nur so lange, bis es eben doch vollständig absorbiert ist ....

Das Glühbirnen Prinzip könnte man dann also evtl. auf ein paar LEDs u.ä. im Rechner anwenden. Aber anderweitig erzeugt ein Rechner ja kein Licht, sondern es durchfließt ihn lediglich Strom und ein paar Lüfter und Platter drehen sich.

nach dieser Logik dürfte der Stromverbrauch nicht über die TDP steigen, dies ist aber nicht der Fall, der reale Stromverbrauch kann sehr wohl über der TDP liegen.

Die TDP ist nur ein Maß für die Dimensionierung des Kühlkörpers.(Verlustleistung)
nicht mehr nicht weniger.

Schon richtig. Ich hätte die TDP vielleicht außen vor lassen sollen und gleich fragen sollen, wie sich Leistungsaufnahme und Verlustleistung wirklich zueinander verhalten. Zur Erklärung: Ich bin oben von einer idealen TDP ausgegangen, die also exakt der Verlustleistung entspricht. War wohl etwas zu allgemein bzw. nicht ganz korrekt ...

Weiß da Jemand trotzdem nochwas genaueres? Dachte mir nicht, dass die Fragestellung so undurchsichtig ist .... ^^

Die von die angesprochene Rechenleistung gibt es nicht. Das ist keine physikalische Größe und es gibt auch keine Rechenenergie.

Das weiß ich, habe es oben nur so bezeichnet, damit jeder versteht, was ungefähr gemeint ist. Ich wollte damit meinen Gedanken ausdrücken, dass eine CPU die zugeführte Energie ja eigentlich garnicht anders als in Wärme umwandeln kann und diesen bestätigen lassen ..... ^^

Deine Erklärung dazu war aber echt gut, danke.

Was jetzt noch offen bleibt ist der mechanische Teil (Lüfter, HDDs). Wird der am Ende nicht auch in Wärme umgewandelt? Wenn ja, wann / an welchem Punkt?

Ich geh davon aus, dass die anderen Bauteile im Rechner auch alles grundlegend verheizen, also die restlichen Kondensatoren, Widerstände und eben Transistoren. Von den Leitungswiderständen mal ganz abgesehen.

Nochmal Edit:
Aber werden die restl. 5% der von der CPU aufgenommenen Energie wirklich komplett in magnetische Energie umgewandelt? Hebt diese sich nicht irgendwie dann gegenseitig auf und geht auch in Wärme über?

 

[underclocker2k4]

@tree
Eine Glühbirne wandelt den Strom NICHT in Licht um. Klinkt komisch, ist aber so.
Das Licht wird dadurch erzeugt, dass du einen Draht erwärmst, durch diese Erwärmung werden Elektronen auf die äußeren Atomlagen geschleudert. Beim Zurückfallen der wird jedes mal ein Lichtquant freigesetzt, das ist das Leuchten.

Letzterer Effekt wird bei LEDs direkt erzeugt, genauso bei Leuchstoffröhren. Deswegen haben diese Geräte seine so guten Wirkungsgrad.

Bei der Glühbirne wird ein Großteil der Energie nur dafür verwendet, den Draht auf Temperatur zu halten und dieser braucht für diesen Zustand ordentlich Energie.

Zum Lüfter, durch die vielen Wicklungen ist kein großer Strom notwendig um eine fette Induktivität zu erzeugen. Die große Induktivität sorgt aber schon dafür, dass der Lüfter sich dreht. Durch den geringen Strom wird relativ wenig Energie in Wärme verblasen, aber trotzdem etwas.
Dadurch, dass der Mamutanteil der Energie in die Rotation fließt, haben wir also viel Mechanische Energie.
Wenn man einen hermetischen Raum betrachtet, würde sich dieser langsam erwärmen, einfach aus dem Grund, dass die Luftmolekühle selber Wechselwirken und dabei Reibung->Wärme entsteht.

Bei der HDD komm hinzu, dass ein Teil der Energie für die Chips selber gebraucht wird. Ein weiterer Teil geht bei der Reibung der Lager in Wärme über und da die HDD ein nahezu hermetischer Raum ist, würde dieser sich auch erwärmen (Wechselwirkung Luft/Luft, Platter/Luft). Aber die HDD ist aus Metal = guter Wärmeleiter. Daher werden im allgemeinen vergleichbare schneller drehende Platten wärmer als langsame.

Bei der CPU kann man ein noch höhreren Prozentsatz ansetzen.

 

[m_tree]

Nochmals danke für die Erklärung. Aber dennoch - wenn man es abkürzt - wird die Restenergie doch am Ende in Lichtenergie umgewandelt, da ist es doch erstmal egal, ob diese vorher Wärme im Draht oder Strom aus der Steckdose ( ) war. Oder?

Sowas bitte nicht als Besserwisserei, sondern eine Art Fragestellung auffassen.

 

[PitGST]

http://de.wikipedia.org/wiki/Tdp

 

[m_tree]

Das sind irgendwie diese Art von Posts, die ich als Mod in anderen Foren gleich lösche ...

Vorab: Die Fragestellung geht über die übliche Definition der TDP hinaus, hat also denk ich ihre Berechtigung. Neuer Thread, weil ich dazu in der Suche nix wirklich finden konnte.

Untermalen wird das vom restlichen Getexte hier im Thread ...

 

[PitGST]

Hm? Du bist hier kein Mod! Und mein Post trägt was zum Thema bei.

 

[m_tree]

Hab den Titel mal geändert ... so entstehen wenigstens nich so schnell Missverständnisse.

Lesen scheint nich so deine Stärke zu sein. Habe nie derartiges behauptet, was du hier dementierst

Und nein, dein Post trug nix zum Thema bei .. aber egal.

 

[PitGST]

Lesen ist wohl nicht deine Stärke, denn von "hätte" hast du nichts geschrieben.

 

[m_tree]

Richtig, allerdings wars keine Leseschwäche, sondern ein Denkfehler. Und deshalb wurde der Post auch schon editiert.

Aber mir wird langsam plausibel, wie du so viele Posts in so kurzer Zeit gesammelt hast ..

EDIT
back 2 Topic: Habe deinen - underclocker2k4 - EDIT erst jetzt gesehen. Nochmal danke! Also ist es tatsächlich so, dass der Rechner am Ende wirklich fast nur ein Heizkraftwerk ist. Danke

 

[underclocker2k4]

Nein, es wird KEIN Licht daraus. Ich würde es nicht Licht nennen, es sei denn du hast super Augen.


Es wird in eine elektromagnetische Strahlung umgewandelt. Und dazu zählt unter anderem das (sichtbare) Licht. Aber es gibt noch das nicht sichtbare Licht.
Wärmestrahlung ist nichts weiter wie Infrarotstrahlung. (Das ist so nicht ganz richtig, grob setzen wir das mal an, wer mehr wissen möchte, soll sich mal mit der Wärmestrahlung auseinandersetzen.)

Und jetzt wirds verwunderlich.
Je geringer die Intensität ist, desto kleiner wird die Wellenlänge. Und eine Birne hat eine relativ geringe Intensität. Daher wird das meiste eben in einem nicht sichtbaren Bereich ausgestrahlt.

Achja, die Sonne wird hier als Maßstab genommen.

EDIT:
Das ganze war ein wenig unpräzise, das Wissen kommt grad von ganz hinten.

1. Glühbirne wird warm!
2. Durch die Erwärmung werden Elektronen auf ein höheres Energieniveau gehoben.
3. Beim Zurückfallen werden Quanten frei, Lichtquaten, Photonen
4. Jetzt haben aber die Photonen nicht alle die selbe Wellenlänge, dh. man kann nicht alle Photonen sehen.
5. Die Erklärung der Intensität gestaltet sich für mich sehr schwierig.
5a. Je höher die Intensität, desto mehr Photonen haben wir, die eine größere Wellenlänge haben.
5b. Die Verteilung kann man an die gaußsche Glocke anlehnen.
5c. Das heißt, das was sehen oder auch nicht sehen, ist das Photon mit dem häufigsten auftreten.
5d. Ändert sich die Intensität, verschiebt sich diese Glocke auf dem Wellenband.

Das ist aber schon tiefere Physik, sowas muß man nicht als "normalo" wissen.

EDIT: Die Glocke hat aber ihr Maximum nicht im sichbaren Bereich, sondern im (fernen) Infrarot. Das was wir tatsächlich sehen können, sind die letzten ausläufer der Glocke in Richtung sichtbares Licht. Das heißt, ein großteil des Lichtes wird im Infrarotbereich abgestrahlt und nur ein Bruchteil des Lichtes ist sichbar und damit wird auch nur ein Bruchteil in (sichtbares) Licht umgewandelt.

 

[Mandel]

Und jetzt wirds verwunderlich.
Je geringer die Intensität ist, desto kleiner wird die Wellenlänge. Und eine Birne hat eine relativ geringe Intensität. Daher wird das meiste eben in einem nicht sichtbaren Bereich ausgestrahlt.

Also Planck dreht sich jetzt im Grab um
Die Wellenlänge hängt von der Energie der Strahlung und nicht von der Intensität ab.
Der Draht wird durch den fließenden Strom stark erhitzt. Nach dem Planckschen Strahlungsgesetz strahlt ein Körper mit einer definierten Temperatur elektromagnetische Strahlung in einem großem Spektrum aus, dessen Maximum von der Temperatur abhängt. Leider sehen wir nur einen kleinen Teil davon. Der Rest geht in Strahlung über, welche wir nicht sehen. Unter anderem ein Großteil in Wärmestrahlung.
Eine Glühbirne ist deshalb sehr unwirschaftlich. Energiesparlampen arbeiten da anders, aber das ist nen anderes Thema

 

[buyman]

@underclocker2k4:

Eine Frage: woher weißt du das alles?

 

[underclocker2k4]

@Mandel, wer redet denn von Planck? Ich bin bei dem Herrn Wien.

Planck bezieht sich auf eine spezifische wellenlänge, aber nicht auf ein Sprektrum.

@buyman

Lesen, lesen, lesen und natürlich ein gewissen Interesse.
Zudem hatten wir im Abi, keinen Normalen Lehrer im LK PH.

 

[Mandel]

1. Glühbirne wird warm!
2. Durch die Erwärmung werden Elektronen auf ein höheres Energieniveau gehoben.
3. Beim Zurückfallen werden Quanten frei, Lichtquaten, Photonen
4. Jetzt haben aber die Photonen nicht alle die selbe Wellenlänge, dh. man kann nicht alle Photonen sehen.
5. Die Erklärung der Intensität gestaltet sich für mich sehr schwierig.
5a. Je höher die Intensität, desto mehr Photonen haben wir, die eine größere Wellenlänge haben.
5b. Die Verteilung kann man an die gaußsche Glocke anlehnen.
5c. Das heißt, das was sehen oder auch nicht sehen, ist das Photon mit dem häufigsten auftreten.
5d. Ändert sich die Intensität, verschiebt sich diese Glocke auf dem Wellenband.

Die Wärmestrahlung entsteht wohl nicht durch anregung einzelner Elektronen im Atom. Sonst müsste das Spektrum der Glühbirne aus diskreten Wellenlängen bestehen. Es ist aber kontinuierlich.
Die Intensität entspricht tatsächlich der Anzahl der Photonen die ausgesandt werden. Und diese haben eine Gewisse Energie, welche von ihrer Wellenlänge abhängen. Du kannst also sehr hohe Energien und dabei geringe Intensitäten haben und umgedreht

Tatsache ist auch, dass bei der Glühbirne das Maximum der "Glocke", wie du sie nennst, im sichtbaren Bereich liegt. ABER, da es eben keine wirkliche Glocke ist, sondern diese Funktion einen "langen Schweif" hat, liegt ein großer Teil der Energie in diesem Schweif und nicht nur in dem kleinen sichtbaren Bereich.

Einzig die temperatur bestimmt das Maximum der Funktion. Die Intensität hat damit nichts zu tun.

@Mandel, wer redet denn von Planck? Ich bin bei dem Herrn Wien.

Planck bezieht sich auf eine spezifische wellenlänge, aber nicht auf ein Sprektrum.

*Reusper*
Also wenn schon, dann richtig
Das Wiensche Strahlungsgesetz ist eine Näherung, die nur für kurze Wellenlängen gilt. Ähnlich wie das Rayleigh-Jeans-Gesetz nur für lange Wellenlängen gilt.
Planck ist die korrekte Version und gilt für alle Wellenlängen...

 

[underclocker2k4]

Wärmestrahlung ist ja nichts weiter die Photonen. (im nicht sichtbaren bereich)

Und photonen werden im allgemeinen durchs "elektronenhopping" erzeugt.
Da aber nicht jedes Elektron mit der gleichen Energie "hoppt" wird beim "zurückhoppen" auch ein quant mit einer ungleichen Energie erzeugt. Und Quantenenergie = Wellenlänge

Ja, mit Intensität ist nicht die Wärmeintensität gemeint, sondern die Intensität der Photonen auf dem Spektrum. Die Photonen mit dem höchsten Auftreten sind am intensivsten und das ist dann das, was hervorsticht.

War nen Knoten im Kopf. Bei meiner Arbeit (Fernmeldeelektroniker) brauch ich das nicht all zu oft.

 

[buyman]

@buyman

Lesen, lesen, lesen und natürlich ein gewissen Interesse.
Zudem hatten wir im Abi, keinen Normalen Lehrer im LK PH.

Schön

Allerdings stimme ich dir bei deiner Transistor überlegung nicht zu.

Betrachtet man einen einzelnen Transistor/FET "verbrät" er die meiste Leistung beim Umschalten zwischen beiden Zuständen. Theoretisch sollte das natürlich idealerweise unendlich schnell gehen, praktisch funktioniert das nicht.

Noch 2 Links zur weiteren Erklärung: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm
http://www.didactronic.de/TS2EProjekt/transkd1.ht
(Beim 2. Link auf Ptot und die dazugehörige Erklärung achten)

 

[ToWiKA]

So, da der Transistor ja wie gesagt, eine Art Draht, der Strom fließen läßt.
Der Strom ist der, der dafür sorgt, dass über haupt was passiert.
Jetzt haben wir 4 physikalische Wirkungen des Stroms
1. Wärmewirkung
2. Magnetische Wirkung
3. Lichtwirkung
4. Chemische Wirkung

zu 4. Fällt raus, da dies primär in Flüssigkeiten passiert.
zu 3. Fällt aus raus, da es in Gasen und speziellen Halbleiter(LED) passiert.

zu 2.
Die magnetische Wirkung ist relativ gering, deswegen bestehen Spulen mit hohen Induktivitäten aus vielen tausend Wicklungen.

zu 1.
Bleibt als noch die Wärmewirkung. Diese macht den größten Anteil aus, fast 100% (ca 95%)

Das heißt also, der ein Großteil der zugeführten Energie in Wärme umgewandelt wird. Letztendlich ist die CPU nichts weiter wie nen Toaster, nen E-Herd, ein Fön oder eine Glühbirne. Der Mamutanteil wird einfach, im wahrsten Sinne des Wortes, verheizt.

Das stimmt so nur zum Teil.
Richtig ist, daß die Induktivität einer Spule mit der Anzahl der Windungen steigt.
Aber das, was der Strom mit der Induktivität anstellt, ist alleine von der Höhe der Spannungs-/ Stromänderung abhängig, und vor allem wie oft sie sich ändert. Bei der CPU liegt die Spannung bekanntlich im unteren Voltbereich, aber die Frequenz im Gigahertzbereich. So reichen auch beim Funk wie WLAN oder das Handynetz kleinste induktivitäten (=Antennen) für die Übertragung aus.
Es könnte also durchaus ein erhebliches magnetisches Feld entsehen, zumal der Strom durch die CPU bekanntlich über 100A steigt, wenn Verlustleistungen von meinetwegen 130W bei nur 1,3V anfallen..

Aber: Bei der CPU denke ich kann man davon ausgehen, daß sie sich wie ein Kondensator im Wechselstromkreis verhält, denn dessen Scheinwiderstand wird bekanntlich auch niederohmiger, wenn die Frequenz steigt.
Bei einer Spule wird er mit steigender Frequenz dagegen hochohmiger.

Im allgemeinen spricht man hier von einer Impedanz, da sich der Scheinwiderstand mit der Frequenz ändert. Das sieht man schon daran, daß beim OCen auch die Leistungsaufnahme steigt, auch ohne die Spannung zu erhöhen, daß heißt der "Innenwiderstand" wird geringer.
Bei einer reinen Wirkung wie eine Induktivität würde dagegen die Leistungsaufnahme sinken.


Wie auch immer, ansonsten stimme ich dem geschriebenen zu. Bis auf das, was in Rotationsenergie und Luftzug umgesetzt wird, wird alles verheizt, da die CPU zwar Rechenleistung liefert, die ich wiederum aber nicht in eine andere Energieform umwandeln kann.

Außer vielleicht in positive Energie, wenn ich daran bastel oder zocke

 

[sommerwiewinter]

Verlustleistung ist das, was verloren geht...

Leistungsaufnahme = Verlustleistung + Effektive Leistung

Bei einer CPU geht natürlich Leistung in Form von Wärme verloren...

 

[Mandel]

Wärmestrahlung ist ja nichts weiter die Photonen. (im nicht sichtbaren bereich)

Und photonen werden im allgemeinen durchs "elektronenhopping" erzeugt.
Da aber nicht jedes Elektron mit der gleichen Energie "hoppt" wird beim "zurückhoppen" auch ein quant mit einer ungleichen Energie erzeugt.

Naja... Unter anderem kann Strahlung durch dieses diskrete "hopping" erzeugt. Das Problem ist nur, dass es nur eine sehr begrenzte Anzahl von Unterniveaus gibt, auf die die Elektronen zurück können. Es können also nur "scharfe" Linien entstehen.

Ja, mit Intensität ist nicht die Wärmeintensität gemeint, sondern die Intensität der Photonen auf dem Spektrum. Die Photonen mit dem höchsten Auftreten sind am intensivsten und das ist dann das, was hervorsticht.

Ich mein ja auch die Intensität der Photonen. Und diese hat nichts mit der Energie der Photonen zu tun und demnach auch nichts mit der Wellenlänge.

 

[underclocker2k4]

Die Photonen die am meisten da sind, sind auf dem Band am intensivsten. Also ist deren Intensivität am höchsten oder?

Und deshalb spricht man davon, dass ein Körper mit dem Temp x mit der Wellenlänge y stahlt. Eigentlich strahlt er über ein breites Spektrum, aber es wird die Wellenlänge mit den meisten Photonen (also die, die am instensivsten sind) "genommen".

Hoffe das ist verständlicher, was ich mit Intensivität meine.

Die Intensivität ist nicht von der Photonenenergie abhängig.

 

[Mandel]

Die Photonen die am meisten da sind, sind auf dem Band am intensivsten. Also ist deren Intensivität am höchsten oder?
...
Die Intensivität ist nicht von der Photonenenergie abhängig.

Genau! Wobei ich jetzt nicht sicher bin, was du mit Band meinst. Und das Maximum des Spektrum liegt bei der Glühbirne ungefähr im sichtbaren. Alles andere wäre ja auch ziemlich sinnlos...

 

[underclocker2k4]

Wellenband

EDIT:
Und die sichtbaren Photonen machen nur ca 5% der Energie aus, die die Birne über ihren gesamten Bereich abgibt. Eine Birne leuchtet sozusagen für alles andere, nur nicht so richtig für uns.
Hinzugefügter Post:
@buyman
Die hast natürlich recht. Wenn man jede einzelne Stelle auf den Kennlinien für sich betrachtet, steigt der Leistungsaufnahme im Übergangsbereich an um dann im weiteren Verlauf wieder abzufallen. Hängt halt mit dem Verlauf des Innenwiderstandes zusammen.


Ich bin aber einen Schritt weiter gegangen um habe gleich das Rechecksignal vom Takt mit einfließen lassen. (und habe es nochmal stark vereinfacht) Das heißt, die Übergangsphase ist relativkurz und der Fall "voll durchgesteuert" ist am längsten. Also wird die die meiste Leistung(eigentlich Energie) verbraten.

Wenn man jetzt den Wellenberg und das Wellental gegen 0 stellt, dann wird natürlich anteilsmäßig da(beim Ändern) am meisten verbraten.

Habe halt ein wenig Leistung mit Energie gleichgesetzt.

@towika
Es ist natürlich ausschlaggebend, wie schnell und wie Stark der Strom sich ändert, Induktivität halt.....
Aber ich denke nicht, dass die magnetische Energie all zu hoch sein wird, wobei man ganz klar Unterscheiden muß zwischen Wirkung und Energie. (Ich kann ja auch mit ganz wenig eine große Wirkung erzielen.)

Aber mir fehlt sowieso ein wenig das Gefühl für konkrete Werte im Bereich Magnetismus, war nie mein Fall, leider.

 

[Mandel]

Die Photonen die am meisten da sind, sind auf dem Band am intensivsten.

Also wenn du mit Wellenband einen Wellenlängenbereich meinst, dann bilden die intensivsten Photonen auf dem gesamten Spektrum doch ein "Wellenband". Das hatte mich eben irritiert

Und die sichtbaren Photonen machen nur ca 5% der Energie aus, die die Birne über ihren gesamten Bereich abgibt. Eine Birne leuchtet sozusagen für alles andere, nur nicht so richtig für uns.

Die 5% widersprechen doch nicht der Tatsache, dass das Maximum trotzdem im optischen liegt. Ein Maximum in der Funktion bedeutet doch nicht, dass die Summe (oder besser das Integral) über diesen Bereich auch den größten Teil zur Gesamtsumme (dem Integral über alle Wellenlängen) entspricht, oder?

 

[underclocker2k4]

Also so richtig weiß ich nicht, wie ich auf den ersten Satz antworten soll....

Ich meinte halt:
Die Photonen die am meisten da sind, sind auf dem Band(das gesamte Wellenspektrum) am intensivsten. Also ist deren Intensivität am höchsten oder?


@5%
Das war ja auch nicht auf das Maximum bezogen, sondern ehr allgemein gehalten.
Eine Birne leuchtet halt (aufs Integral bezogen) für den gesamten Rest des Spektrums, aber wozu sie eigentlich da is, sichtbares Licht machen, erfüllt sie nur unzureichend, vom Wirkungsgrad her.

 

[Mandel]

Ich glaub wir drehen uns im Kreis und reden unter umständen einfach nur aneinander vorbei
Also bei der Intensität meinen wir mittlerweile sicher das gleiche.
Und mit den 5%... Eventuell auch

Das Problem, welches ich hier habe ist, dass es so dargestellt wird, als ob die Intensität einer Glühbirne, bezogen auf eine Wellenlänge (dI/dlambda) außerhalb des optischen Bereichs größer wäre, als im Optischen.
Fakt ist aber, wenn ich mir die Anzahl der Photonen nach Wellenlängen aufgetragen vorstelle, dann leuchtet die Glühbirne im optischen Bereich am hellsten!
Das Problem ist nur, dass noch so viel außerhalb des optischen existiert, dass das in der Summe die 95% ergibt und nur 5% im optischen liegen...
So... Ich glaub nen Mod macht das hier eh bald dicht