Ko var izgatavot no Peltjē elementiem?

Peltjē elementi - šķiet, ka tie jau sen nav jaunums, tomēr daudzi līdz galam neizprot sava darba principu, un nezina, ko no moduļiem var izgatavot un kāpēc tie ir vajadzīgi. Izgudrotājs Igors Beletskis parādīs dažus vizuālus eksperimentus, lai jūs gūtu priekšstatu par to, uz ko šie ieraksti ir spējīgi.

Tos ir viegli iegādāties tiešsaistē un pasūtīt piegādi pa pastu. Peltier vislabāk ir iegādāties šajā Ķīnas veikalā. Ir arī īpašs dzesēšanas dzesētājs.

Vispopulārākais brīvās dabas enerģijas idejām aizraujošo praktiķu un tehnisko ierīču ražotāju vidū ir 40x40 milimetru marķēts elements. Tas nozīmē, ka tas sastāv no 127 pāriem sīku termoelementu - dažāda veida pusvadītājiem, kas ir savienoti pa pāriem, izmantojot vara džemperus virknē un ir paredzēti līdzstrāvai līdz 5 A pie 12 voltu sprieguma.

Daži cilvēki domā, ka Peltier moduļi ir kaut kas līdzīgs saules paneļiem - jo tie ir tikpat plakani, vadi izceļas, un abi var radīt elektrisko strāvu. Diemžēl tā nav patiesība. Lai saprastu, kā darbojas noslēpumainās plāksnes, noskatieties I. Beletska video, aprakstu teksta formātā zemāk.

Peltes un Sebeka efekti — moduļu funkcijas

Šai ierīcei ir veseli divi darbības režīmi - 1. aukstuma un siltuma ģenerēšana; 2 - elektriskās strāvas ģenerēšana.

1. Tik slavens Peltjē efekts(siltums un aukstums). Tas ir tad, kad jūs ievedat elementā līdzstrāvu un pamanāt, ka viena no tā pusēm ir kļuvusi siltāka, bet otra vēsāka. Tādējādi tas darbojas kā siltumsūknis. Ļoti noderīga funkcija. Strīdu nav.

2. Bet izrādījās, ka notiek arī apgrieztais process - t.s Sebeka efekts, proti, elektriskās strāvas rašanās, kad tiek noteikta un uzturēta noteikta temperatūras starpība paša moduļa (plāksnes) sānos.

Piezīme. Nekad nepārkarsējiet elementus, ja vēlaties turpināt ar tiem eksperimentēt. Pusvadītāji modulī ir pielodēti ar lodmetālu, kura kušanas temperatūra var svārstīties no astoņdesmit līdz divsimt grādiem. Un, ņemot vērā to, kur mūsdienās tiek ražota lielākā daļa šo elementu, var tikai minēt, uz kāda puņķa tie tika pielodēti.

Shēma. Kā rodas elektrība, kad Peltjē malas tiek uzkarsētas

Visa problēma ir tā, ka šis elements normāli darbosies tikai ar efektīvu dzesēšanu.

Elektrības pārbaude

Piemēram, mēs vēlamies pārbaudīt Zebeka efektu. Uzlieciet virsū glāzi verdoša ūdens. Tādējādi apkurei atļautie 100 grādi netiek pārsniegti.

Mēs novērojam spriedzes parādīšanos. Interesanti, ja mainīsiet siltuma plūsmas virzienu caur moduli, tad mainīsies līdzstrāvas virziens. Bet laika gaitā, otrajā pusē, Peltjē elementa siltumvadītspējas dēļ arī temperatūra paaugstināsies un spriegums dabiski samazināsies.

Lai efekts būtu pastāvīgs, nepieciešama pastāvīga siltuma noņemšana. Lai to izdarītu, moduli novieto uz masīva radiatora un vēlams ar aktīvo dzesēšanu. Kā jūs saprotat, rādītāji ir acīmredzami labāki. Tas prasa papildu enerģijas patēriņu.

Pieņemsim, ka vēlaties no šī elementa izgatavot kempinga lādētāju mobilajiem tālruņiem. Tad dabā radiatoru var ievietot aukstā ūdenī, varbūt pat tekošā vai ledus ūdenī, kas neapšaubāmi ir vēl labāk. Šo moduļu izmantošana ziemā ar labu bezmaksas mīnusu ir visdaudzsološākā.

Tiesa, ar vienu elementu telefona uzlādei acīmredzot nepietiks. Bet divi jau ir labāk. Protams, ja palielināsiet apkuri, palielināsies arī izejas jauda. Bet tas ir ļoti riskants solis, ko var spert tikai eksperimenta nolūkos. Šāda ģeneratora darbība nebūs ilga.

Tagad pāriesim pie Peltjē efekta, tas ir, pie aukstuma radīšanas.

Ledusskapis uz Peltes moduļiem – cik tas ir efektīvs?

Eksperimentam tiks izmantots auto ledusskapis. Tās lietderīgais tilpums ir 20 litri. Lūdzu, ņemiet vērā - deklarētā jauda ir 48 vati ar strāvu 4 ampēri un pastāvīgu spriegumu 12 volti. Un tas nozīmē, ka iekšpusē ir tikai 1 mazs Peltjē elements. Tiem, kas nezina, atklāsim noslēpumu – tāda pati jauda ir parastam mājas ledusskapim, kura izmēri ir daudzkārt lielāki. Nu, labi, tagad nav par to. Pārbaudīsim tā efektivitāti. Piemēram, uzdosim viņam minimālo uzdevumu atdzesēt glāzi ūdens, kura istabas temperatūra ir 26 grādi. Ledusskapja darbināšanai izmantosim tā parametriem ideāli piemērotu barošanas bloku. Turklāt ķēdē tiks ievietots vatmetrs. Tas reāllaikā parādīs strāvu, spriegumu un jaudu. Bet pats galvenais ir patēriņš, tā sauktais vats stundā. Tādējādi mēs varam aptuveni novērtēt mūsu ledusskapja enerģijas patēriņu.

Mēs to ieslēdzam un redzam, viss darbojas labi. Šeit ir strāva 4,29 A. Spriegums ir 11,15 volti. Jauda 47,9 vati. 0,1 vatstundas.

Kamēr process turpinās, veiksim vizuālāku eksperimentu, kas parādīs, kas īsti notiek ledusskapī. Kad elementam pievienosim līdzstrāvu, tas sāks sūknēt siltumu no vienas puses uz otru.

Starp citu, mainot strāvas virzienu, mainīsies arī siltuma pārneses virziens, kas ir ļoti ērti. Galvenais neaizmirst par aktīvo dzesēšanu, jo piecdesmit vatu elektriskā jauda elementu uzsilda momentāni. Jo efektīvāk mēs noņemam siltumu no karstās puses, jo vēsāks tas ir otrā pusē.

Kā redzat, uz pašas moduļa virsmas ūdens sasalst ļoti ātri, nu, protams, tas patērē tik daudz enerģijas.

Bet atpakaļ pie mūsu ledusskapja. Pēc vienas stundas darba iekšā gaisa temperatūra noslīdēja līdz piecpadsmit grādiem, un pie ūdens tā noslīdēja līdz 20. Mani pārsteidza, ka darba stundā viņš nepārprotami apēda 48 vatus. Pēc divām stundām gaisā bija 13 grādi, ūdenī 17. Un visbeidzot pēc trīs stundu darba gaisa temperatūra apstājās pie 13 grādiem, un ūdens glāzē bija 15 un zemāk par 12 nenoslīdēs. Nu, ledusskapis ir tik un tā, ņemot vērā, ka tas nebija pilnībā piepildīts ar dzērieniem. Bet tajā pašā laikā šis briesmonis patērēja 140 vatus. Mājas tīklam tas var nebūt daudz, bet automašīnas akumulatoram tas jau ir ļoti pamanāms. Tāpēc šeit ir tikai viens elements. Jo neviens akumulators vairs vienkārši nevilks. Un tas nozīmē, ka šāda moduļa efektivitāte ir niecīga - burtiski daži procenti, kas atkal ir atkarīgs no ražotāja. Šāds ledusskapis vairāk atgādina labu termosu. Ja viņi paņemtu no mājām aukstu ēdienu, viņš vienkārši neļautu viņiem ātri sasilt. Ir enerģētiski neizdevīgi taisīt šādus ledusskapjus lielus.

Kādos gadījumos Peltjē ir efektīvs?

Starp citu, tas attiecas arī uz pašdarinātājiem, kuri mēģina izgatavot automašīnu gaisa kondicionētājus pēc šāda principa. Ir efektīvākas tehnoloģijas, taču Peltjē elementu izmantošana, lai atdzesētu kaut ko mazu un kompaktu, ir tikai ideāls risinājums. Ir vesels klāsts šādu ierīču, piemēram, lai atdzesētu dažādu maza izmēra ierīču procesorus vai mikroshēmas. Tas, visticamāk, ir vissvarīgākais šādu elementu plus. Tie ir mazi un pēc svara. Salīdzinot ar tiem pašiem fotoelementiem, Peltier noteikti ir vairāk trūkumu, taču pats efekts noteikti ir pelnījis uzmanību. Galu galā viss ir atkarīgs no risināmajiem uzdevumiem, un, ja enerģija ir bez maksas, tad augsta efektivitāte nav tik svarīga.

Par cik grādiem elementu var atdzesēt? Par to .

Secinājums

Radioamatieru un inženieru vidū populārie Peltier moduļi ir elektroniski elementi, kurus aktīvi izmanto dzesēšanas sistēmām un elektroenerģijas ražošanai. Uz to pamata tiek izstrādāti strāvas avoti apgaismojuma vai uzlādes ierīcēm lauka apstākļos, mobilie kompaktie ledusskapji automašīnām. Ir mēģinājumi izmantot datoru procesoru dzesēšanai. Ierīču darbība balstās uz 2 mehānismiem: kad Peltjē plāksnes viena puse tiek uzkarsēta un otra puse tiek atdzesēta, rodas elektriskā strāva; kad kontaktiem tiek pievadīta elektrība, viena plāksnes puse tiek atdzesēta, otra tiek apsildīta.