La energía eléctrica es un producto de corriente y voltaje, por lo tanto, es directamente proporcional a ambos. La corriente eléctrica es la tasa de flujo de carga en un conductor, mientras que el voltaje es un trabajo realizado al mover una unidad de carga a lo largo del circuito, de cualquier manera que se ocupan del movimiento de carga (electrones). Los conductores utilizados no son perfectos y tienen una baja resistividad finita. La resistividad surge de los cationes fijos en los conductores. Los conductores (metales) tienen al menos 3 electrones en su capa de valencia como resultado de lo cual su potencial de ionización (energía requerida para eliminar sus electrones de valencia) es muy pequeño. Esto es bueno ya que incluso a temperatura ambiente, una gran cantidad de electrones libres están presentes en los metales que son capaces de moverse, por lo que los metales son buenos conductores, sin embargo, los cationes de los que se desprendieron estos electrones no son capaces de moverse como los electrones son y cuando los electrones se mueven bajo la influencia del voltaje aplicado, chocan con estos cationes y la energía perdida aparece como calor y algo en forma de un catión vibrante.
Los metales como su referencia a obedecer la ley de ohm que establece una proporcionalidad directa entre voltaje y corriente. A medida que aumentamos el voltaje, tenemos más colisiones entre electrones libres y cationes fijos, por lo tanto, la temperatura aumenta con el voltaje y, según la ley de ohm, se puede inferir lo mismo cuando aumenta la corriente.
En la CPU, el calor proviene principalmente de los transistores. Por lo general, estos tienen semiconductores dopados con impurezas para reducir el voltaje requerido para generar electrones libres / no unidos, ya que dan como resultado la conducción de corriente. Los semiconductores forman enlaces covalentes al compartir electrones que se han opuesto a los metales que forman enlaces iónicos. Estos enlaces se rompen cuando el voltaje aplicado excede un cierto valor a menudo llamado voltaje de rodilla o voltaje de umbral, lo que da lugar a portadores de carga minoritarios y mayoritarios (agujeros y electrones). Pero cuando estos portadores de carga se vuelven a combinar, el electrón libre pierde energía al ocupar un agujero que son solo vacantes en una capa atómica. Esta energía perdida debido a la formación de un enlace covalente aparece como calor.
A medida que aumenta el voltaje aplicado, se rompen más enlaces de este tipo y se forman más enlaces de este tipo. La energía requerida para romper los enlaces proviene del voltaje aplicado / campo eléctrico, mientras que la energía liberada cuando se forma el enlace tiene lugar en forma de calor. Dado que tales roturas y recombinaciones aumentan con el voltaje aplicado, la temperatura aumenta con el voltaje.
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