Пелтие елементи със собствените си ръце - видео урок за това как да се направи термоелектрически генератор, който е

Фактът, че всички електронни устройства в процеса на топлина, това не е тайна. И това е топлината, влияе неблагоприятно върху качеството на работата, така че охлаждащи устройства в конструкцията им са монтирани специални елементи, които носят имената на френския изобретател Жан-Шарл Пелтие. Устройството е миниатюрен, но той е отговорен за охлаждане на кондензатора. Задаване на Пелтие елемент с ръцете си не е проблем да се справят с, че дори начинаещ, най-важното - да се знае къде в плановете си да спойка.

Малко история

Жан-Шарл Pelte е часовникар. Той е живял в деветнадесети век, когато електротехниката и физиката са във възход. Всички, които имат поне малко разбиране за това как законите на физиката, се опитаха у дома, за да направи няколко експеримента. Пелтие не беше изключение. През 1834 г., той решава да прекара един опит с поставяне на капка вода между два електрода: едно е направена от антимон, бисмут секунда. Тогава той преминава през електродите електрически ток.

Какво беше учудването си, когато водата се вледени. След това под въздействието на електрически ток, материали се нагряват, са известни. Но нямаше да обратен ефект, това е новина. Френски часовникар не разбра, че той е измислил нещо ново, което е на границата между двете области на науката - електричество и термодинамиката. По това време е имало само магия за него.

Въпреки това, проблемите охлаждане в онези дни малко хора се интересуват от, така че ефектът Пелтие остава непотърсени. Само два века по-късно, когато индустрията и дома започна да се използват електронни устройства, за които необходимите миниатюрни охлаждащи устройства, Пелтие запомнят и нейния ефект.

Предимства и недостатъци

Какво се случи в крайна сметка? И аз да получите най-Пелтие, който имаше големи предимства:

• Компактността на устройството, което прави възможно да го инсталирате на електронното табло.
• Пълният липсата на движещи се части, което увеличава неговата експлоатационен живот.
• Възможност да се комбинират няколко елемента в каскада, която намалява достатъчно голям температура.

Внимание! Ако промените полярността, ефектът Пелтие е точно обратен ефект. Това означава, че устройството няма да се охлажда и се нагрява.

Има този елемент и неговите недостатъци.

• Малък ефективност. Това се отразява на начина, по който е необходимо да се сумира висок ток, за да получите значителен спад на температурата.
• Трудност отстраняване на топлинна енергия от охладената повърхност.

Физични процеси в елемент на Пелтие

За да се разбере какво се случва във вашето устройство, трябва да се потопите в сложността на физическите закони и математически изчисления. Обикновено мирянин да се разбере, че това ще бъде трудно, така че да обясни всичко по прост начин.

Всичко се развива действието на нивото на атомната решетка на материала. Поради това ще замени всеки газ, който се състои от фонони (че частици от него) за улесняване на обяснението. Следователно, температурата на газа зависи от няколко фактора:

• температура на околната среда;
• от метал, и по-точно, на неговите свойства.

Затова се получи при предположението, че металът е смес от фонон и електрон газ. Двете газове са в термодинамично равновесие. Когато две метали с различни температури има движещ студен електрон газ в топъл метал. Това представлява потенциална разлика.

Термоелектрически ефект

На границата на две метални контакти, т.е. в прехода електрони вземат енергия от фотони и предават това фонони друг метал. Ако промените полярността, тогава процесът отива в обратната посока. Температурната разлика ще се увеличи, докато металът има свободни електрони с висок потенциал. Когато те свършат, ще има един вид равновесие температурите в двата метала. Ето как можете да се опише с една проста картина на ефекта на Пелтие.

По този начин, на всички процеси, протичащи в елемент на Пелтие, може да се заключи, че неговата ефективност зависи от точен подбор на два метала с техните свойства на ток, който ще тече през устройството, и колко бързо ще премахне топлина от топлите зона.

практическо приложение

Що се отнася до практическото прилагане, там имаше учени провеждат серия от експерименти, които показват, че увеличаването на радиатора може да се постигне по един начин - да се увеличи броя на връзките на две различни материали. Така кръстовища материали могат да бъдат увеличени до безкрайност. Разбира се, това е преувеличено твърдение, но на практика броят на двойките, толкова по-добре. Но основната цел на това охлаждащо устройство - намаляване на температурата в чипове и малки устройства.

Така че, където сега се използва термоелектрически модул?

• Устройствата за нощно виждане, както и по-конкретно в матриците, които се инфрачервено излъчване.
• В цифрови фотоапарати, и по-специално, отговарящ зарядна връзка (CCD), или по-точно, в техните чипове. Работата е там, че тези устройства изискват дълбоко охлаждане, за да се увеличи ефективността на регистрацията на изображението.
• В телескопи, при което устройството Пелтие се охлажда детектори.
• точните системи време за понижаване на температурата на кварцови генератори.

Пелтие ефект сега се използва за охлаждане микропроцесори

И това е само един малък списък, който наскоро бе разширен с битова техника, компютърна техника и превозни средства (климатици, охладители за вода и др.) Бих искал да отбележа, микропроцесорите високо-производителни, в които са монтирани високоскоростни Пелтие елементи, за да се намали температурата. И ако по-рано се използва единствено за охладителни вентилатори, допълнително монтиране на модула е решила проблема на ефективността и намаляване на шума.

Във връзка с това има и друг важен въпрос, независимо дали се извършва замяната на традиционните системи за охлаждане в домашни хладилници на модулите на Пелтие? Днес това е невъзможно поради ниската ефективност на устройството. И цената на модули все още е много висока. Но кой знае какво ни очаква в бъдеще. Може би след 5-10 години, ефектът Пелтие се използва в домашни хладилници. Особено днес, учените провеждат експерименти с klastratami - така наречените твърди разтвори, е много подобен по структура и свойства да хидратират. Тя е с тяхна помощ, ще бъде възможно да се намали цената на охлаждащо устройство.

Изненадващият факт

Термоелектрически технология от този тип е с много интересна особеност. Тази функция се състои в това, че е възможно не само да се получи топлина или студ на електрическия ток, но, напротив, на топлина или студ, за да получат електричество. Това означава, че в противен случай ще получим едно Пелтие елемент като генератор на електричество.

Разбира се, докато генератори в теорията на сцената, но след това французинът не знаят към момента как да използвате своето откритие. Така че нека да се надяваме, че скоро ще дойде по-удобно.

Заключение Свързани

Така че, както виждате, ефектът Пелтие днес се използва в областта на електрониката навсякъде. използване Гранична скоро ще бъде разширена, това се потвърждава и от експерименти и доклади на учени. Ето защо, ние трябва да очакваме в бъдеще, напълно нови възможности, не само в електронното оборудване, но също и за домакинството. Например, тихо работи хладилници и компютри. Днес, радиолюбителски определя Пелтие модули с ръцете си в различни схеми, като по този начин решаването на проблема с охлаждане дъските.

Какво е генераторът MHD

Операционната принципа на датчик на Хол

Температурни контролери с температура на въздуха сензор