Термоэлектрический генератор. Термогенератор
» устройство, принцип действия, общие сведения.

Тема: что такое термогенератор (термоэлектрический генератор), особенности.

 

термоэлектрические генераторыТермоэлектрический генератор (термогенератор) — это электрическое устройство, что способно на прямое преобразование тепловой энергии в электрический ток по средствам использования в своей конструкции термоэлементов (различных комбинаций материалов образующих термопары). Принцип действия термогенератора основан на эффекте термо-ЭДС Зеебека, суть которого заключается в преобразовании энергии за счёт разности температур на разных частях устройства, результатом чего становится появление электродвижущей силы на клеммах.

 

Главный секрет данного эффекта заключается в следующем явлении — при нагревании проводника, электроны внутри данного вещества получают дополнительную энергию, после чего они более активней начинают себя вести. То есть, как мы помним электроны это элементарные частицы которые вращаются вокруг атомов и имеют отрицательный заряд «-». Два тела, имеющие одинаковый вид заряда, стремятся оттолкнуться друг от друга. При нормальной температуре, электроны атома обладают малой энергией, что соответствует определённой силе отталкивания (друг от друга). При повышении температуры, у электронов буде повышаться и их энергия, что повысит и силу взаимного отталкивания.

 

А теперь посмотрим, как можно использовать данный эффект для получения электричества. Возьмем полупроводник, состоящий из слоя «n» и «p». У первого внутри избыток электронов, у второго их недостаток. При соединении их друг с другом между ними образуется пограничная зона, которая препятствует переходу электронов в то место, где их не хватает. Тут то и пригодится нам температура. Мы просто начинаем подогревать границу межу двух зон, что даёт электронам дополнительную силу для осуществления перехода с одной зоны в другую. Но в том месте, откуда электроны ушли, естественно, образовался положительный заряд, а туда, куда они пришли, отрицательный. Вот и получили мы с Вами нашу термо-ЭДС. Чем больше разность температуры, тем больше электричества можно получить.

 

термоэлектрогенератор устройство и принцип действияА теперь о самой конструкции термоэлектрического генератора. Есть два полупроводниковых элемента в виде кубиков (слои «n» и «p»). С одной стороны они соединены проводником. Над проводником электроизоляционный слой (который хорошо проводит тепло). Над изоляцией находится слой принимающий тепло. С другой стороны полупроводника каждому из переходов также подсоединен проводник, но он не соединят зоны «n» и «p», а служит контактными выводами. За ним изолятор, после которого слой для охлаждения. В целом получаем две пластины для подогрева и для охлаждения, между которыми через изоляцию расположен полупроводник с отходящими от него контактными выводами.

 

Данные термогенераторы, к сожалению, обладают очень малым коэффициентом полезного действия (единицы процентов). Следовательно, для масштабного производства электроэнергии их использовать нецелесообразно. Но поскольку, в целом, сам принцип получения электричества подразумевает простоту, вдобавок к этому у способа такие преимущества как — полностью экологичен и безопасен, конструктивно прост и надёжен, не требует особого обслуживания, минимальные габариты, мобильность и т.д., то устройству нашлось иное применение.

 

Допустим, Вы поехали отдохнуть на природу, и в течение довольно длительного времени у Вас не будет возможности подзарядить свой мобильник от электросети. В этом случае и пригодится термоэлектрический генератор, сделанный самодельно из «модулей Пельтье». Он по размерам около двух пачек сигарет. Тепло для него можно брать от костра или от раскалённых углей. При сборке нескольких модулей можно получить достаточную мощность для питания фонариков, мобильников, приёмников, цифровых фотоаппаратов и т.д.

 

модуль пельтьеЧто касается модуля Пельтье — это термоэлектрическое устройство что предназначено для охлаждения компьютерных процессоров. Оно продаётся в компьютерных магазинах и стоит довольно дёшево. Изначально оно работает так: при подключении к нему электропитания, на одной плоскости данного модуля начинает выделяться тепло, а на другой, холод. Но этот модуль обладает и обратным действием, то есть, если одну из его сторон нагреть, а вторую охладить, то на выводах появиться постоянное напряжение. Спаяв и добавив к данному модулю стабилизатор, можно его использовать, как источник питания для цифровых устройств.

 

ps smail

P.S. Одно время даже выпускались теплоэлектрогенераторные насадки для керосиновых ламп. Они вполне могли обеспечивать электропитанием транзисторные радиоприемники.

Понравилось?
Поставь Плюс »

 

 

knopka

 

 

обучающие видеокурсы по электрике, электротехнике