Generador termoeléctrico

Generador termoeléctrico - es un dispositivo que recibe la energía eléctrica a partir del calor. Una excelente fuente de energía, por desgracia, se caracteriza por una baja eficiencia. Además, la corriente DC es transformadores convertidos.

Historia del descubrimiento

Seebeck descubrió en 1822 años (como otros datos - 1820-1821), cuando se calienta la unión de diferentes materiales en un circuito cerrado fluye la corriente. eficiencia de conversión de 3%. A pesar de una figura tan desgraciado, el resultado de la primera generador termoeléctrico compitió con máquinas de vapor de la época. Experimentando con las placas de antimonio y bismuto, la medición Seebeck realizó galvanómetro Shveyggera (inductor y la flecha magnética). Por lo tanto, los experimentos no se inició antes del 16 de septiembre de, 1820. La insignificancia aparente y eventos inexplicables han obligado a los científicos que esperar. Poco a poco, el examen de su propio descubrimiento de Seebeck hizo un informe sobre ello sólo en 1823.

Por el investigador razonamiento lógico sugirió que el magnetismo de la Tierra se explica por la diferencia de temperatura entre el ecuador y los polos. El principio de funcionamiento de un generador termoeléctrico explicó polarización magnética. Seebeck investigó muestras de peso, incluyendo los semiconductores, y los materiales están dispuestos en una fila por la capacidad de rechazar aguja magnética. Estos datos son utilizados (en forma refinada) y hoy en día para la construcción de generadores termoeléctricos. El coeficiente de Seebeck se mide en mV / K.

Como científicos metales radiactivos, como Seebeck muestras tratadas. Después de la Segunda Guerra Mundial, cuando se supo que Estados Unidos tiene un impresionante nuevas armas, había una orden por todos los medios para acelerar el desarrollo de armas nucleares. Los presos y simplemente experimentadores prácticamente manos que chocan piezas de rocas radiactivas para lograr una reacción en cadena. La mayoría murió al poco tiempo.

Seebeck vivo. Tomó las manos de bismuto y antimonio, cortocircuito y como Galvani una vez que habían visto "electricidad animal". Seebeck casi creía en sus propias capacidades trascendentes maravillosos, pero ama de llaves le hizo pensar que la razón por la que las muestras se calentaron. Cuando la carrera del mago finalmente dejó las manos del gran científico, regresó finalmente a la física. Resultó, si el muelle de metal herméticamente y lámpara de calor, la aguja se desvía aún más.

Inicialmente, la explicación del efecto observado y dio una llamada polarización magnética inusual. Desde el punto de vista de la ciencia moderna es difícil de explicar una posición tal, pero si se mira a través de los ojos de sus contemporáneos... en septiembre 1820 Hans Oersted informó a la comunidad científica en Francia y Gran Bretaña en la apertura, la revolución en los próximos 100 años. El científico no se daba prisa: notar extraño comportamiento de la brújula marina, a largo estudiado, evaluado, y luego escribir unas pocas contemporáneos pensamiento progresista... Otros descubrimientos cayeron sucesión:

1. la ley de Ohm.
2. Electroimán.
3. Elektrokompas.
4. Galvanómetro.
5. Inductancia.
6. Motor.

Una larga lista de todas las invenciones de los próximos 15 años, pero abierto Seebeck termoelectricidad fue sorprendente. Se sabe que Ohm utiliza Georg par de bismuto y antimonio, para la salida a la parte del circuito ley conocida. En los días de la Seebeck existido cargo noción, el magnetismo, la electricidad, el condensador de capacidad - y todo! conceptos desconocidos eran diferencias de potencial, corrientes, campos electromagnéticos y su intensidad. Esto ha influido en el nombre de la apertura de la Seebeck.

En la víspera de Malus, Fresnel, Jung y Brewster publicaron trabajos sobre la polarización de la luz. Este fenómeno fue investigado sobre la base de cristales de espato de Islandia, luego se introduce el eje plazo (del griego. - polo del eje). Los polos magnéticos mostraron Globo. No es sorprendente que la Seebeck atribuye propia instalación como un nombre extraño. La bobina está orientado como un planeta aguja de una brújula Tierra.

Durante el año, hemos conseguido encontrar la explicación correcta. ohms Georg utilizando un termopar como una fuente de tensión estabilizada para la apertura de la ley conocida: establece una diferencia de temperatura fijo a través del punto de ebullición del agua, y la fusión del hielo. Es el momento de abrir la era de la termoelectricidad.

concepto de desarrollo termoelectricidad

Cuando se hizo evidente que el calor no es capaz de convertirse directamente en el magnetismo, por último, rechazó la idea de formar campo de la Tierra el calor de ebullición y volcanes en erupción de magma en el interior. Al comparar las experiencias de Oersted y Seebeck, la comunidad científica ha encontrado el camino correcto. Para Georg Ohm termopar como un generador termoeléctrico fue utilizado en la electrólisis (1831). Pero el término se mantuvo inestable. Se cree que los primeros generadores termoeléctricos aparecieron en la segunda mitad del siglo XIX. Considerado una configuración de laboratorio para el estudio de diversos procesos, fueron llamados de manera diferente.

La revista de correos y telégrafos más cerca de 1899 publicó un artículo sobre el establecimiento de una batería para suministrar energía 16 candelas de bombillas. En el horno el termopar horno coloca, con la suficiente tensión y corriente. Combinando elementos de suministro en serie, se elevó la tensión. Una conexión en paralelo al incremento de la corriente. Cada termopar se construye mediante el uso de Seebeck (antimonio - antimonide zinc). A continuación, hemos aprendido de la batería Gyulhera (probablemente en 1898).

El término acuñado para la batería de botellas de Leyden (condensadores) Benjamin Franklin.

Así que en los círculos científicos termopares conectados en serie apodado termopila. Se cree que el primer dispositivo creado Oe y de Fourier en 1823. Ellos combinaron Seebeck de termopar para la fuente de alimentación de gran alcance. Un mayor desarrollo del concepto era abastecer a Leopoldo Nobili y Macedonio Melloni: para una serie de experimentos en el estudio del espectro infrarrojo, crearon un multiplicador térmica. La idea surgió tanto después de hacer cambios progresivos en la estructura Shveyggera (1825).

La idea del primer galvanómetro el efecto de vueltas del alambre multiplicado por su número. Del mismo modo que va de "energía de calor" de los termopares. El dispositivo está diseñado para todo el estudio del espectro infrarrojo, debido a la medición del calor producido, pero más tarde el concepto fue la base para la creación de nuevas fuentes de suministro. termoumnozhitelya indicador se convirtió en una aguja de una brújula.

Cronología de los inventos

Después de la primera golondrina efecto Seebeck se ha aplicado y más. La patente para el uso de generadores termoeléctricos reemplazar convencional tomada en 1843 por Moses Poole.

Pergeliometr para medir la actividad solar

Pergeliometr para medir la intensidad de radiación solar de acuerdo con el grado de calentamiento del termopar. Claude Pouillet inventó entre 1837 y 1838 años dispositivo activado el científico para calcular con gran precisión la constante solar de 1228 W / m². m. pergeliometr no originalmente destinado a ser utilizado como el generador termoeléctrico. logros individuales sirven como estructura de soporte para el ulterior progreso de la industria.

Damos detalles de la invención, tomada de la investigación del informe del Dr. Stone cubrió el 18 de noviembre de, 1875. "Las aleaciones exhiben las propiedades de los metales combinados potente que cada uno de los materiales simples individualmente. En la composición de una parte, y dos zinc - muestra de diferencia de antimonio dio 22,7 potenciales. Los potenciales de los componentes tomados por separado:

• Antimonio - 7 - 10 de.
• Zinc - 0,2.

La única excepción fue una aleación de bismuto y estaño. Cuando la composición de su 12 a 1, el potencial disminuye desde 35,8 hasta 13,67. Yo tuve la suerte de comenzar los estudios con un par de plata alemana (rica en níquel) y hierro. La FEM observado no era grande. Luego probé aleación Marcus que consiste en 12 partes de antimonio, zinc y 5 1 bismuto. El resultado fue frágil y con una estructura cristalina pronunciada.

Para suavizar estas deficiencias, añadido arsénico. Como resultado, descubrieron que una aleación de antimonio, arsénico, zinc y estaño con una pequeña mezcla exhibe mucho mayor plasticidad en propiedades termoeléctricas similares, que se observan en la aleación Marcus. La segunda parte por un par de plata de níquel ".

batería térmica

Termopila Marcus era igual a una vigésima parte de la célula de Daniell, dando 55 mV CC. Negativo "un frente" servido como una aleación de cobre, zinc y níquel en la proporción de 10: 6: 6, similar en apariencia a una plata de níquel; positivo - compuesto de antimonio, zinc y bismuto en la 12 relación: 5: 1. De acuerdo con la «electricidad en el servicio del hombre», 3ª edición 1896 en mayo de 1864 Marcus ganó por la comunidad científica Viena por un generador termoeléctrico. termopar cabaña estructurado en la parte superior de la tira de metal calentado unido. La parte inferior de la agua de refrigeración. Desafortunadamente, las aleaciones en el aire oxidan rápidamente a un gran aumento de la resistencia de contacto óhmico.

contribución a Becquerel

No se sabe cuando nació generador termoeléctrico Edmond Becquerel, pero los historiadores la fecha de la apertura para el período 1867-1868 años. Su estructura está formada por el cobre sulfuro de transición y la plata de níquel. En la imagen: un depósito proximal bombea agua fría en el extremo - gas incandescente. Tensión del generador termoeléctrico filmada con terminales en espiral.

generador termoeléctrico Klemonda

Acerca de los generadores termoeléctricos Dr. Stone declaró: "El uso del hierro da un bonito efecto que se compensa rápida oxidación del producto."

• El generador termoeléctrico (presumiblemente 1874 cuestión) Klemonda y Moore construido de antimoniuro de zinc y hierro puro especialmente para los propósitos de electrólisis. dispositivo climatizada permitió una hora para obtener sobre cobre oz, consumiendo 6 pies cúbicos de gas. Fue utilizado para el recubrimiento de productos metálicos. regulador de gas generador termoeléctrico cambia la magnitud de la corriente eléctrica resultante. La cifra como se ve desde los sectores superiores de antimoniuro de zinc, láminas de las hojas triangulares - hierro.
• En 1789, el generador termoeléctrico Klemonda parecía mucho mejor. Cuando la resistencia interna de 15,5 ohmios dio tensión de 109 V con una corriente de 1,75 A, el consumo de 22 libras por hora de carbón. tensión de compuestos de conmutación disminuyó a 54 V. corriente del generador termoeléctrico aumentó a 3,5 A. altura calienta la construcción de hornos de carbón menos de 2,5 metros de diámetro dentro de un metro se asemejan a los procesadores modernos más fríos contenidos fuera de numerosas alas de hierro. Gases pase interior Raskalov antimonide zinc. Por mensajes individuales emitidos termopares 20 generador 1 de tensión.
• generador termoeléctrico Noah (probablemente en 1874) es más como una turbina moderna plantas de energía térmica en forma. La parte central del quemador termpopar climatizada y periféricos a través de radiación y convección enfriado. Este relativamente pequeño generador Klemonda similitud con la resistencia interna de 0,2 ohmios, calculado sobre la tensión de 2 V y 128 que consiste en termopares. La eficiencia del generador termoeléctrico es níquel contactos intermedios de plata de disipación de calor reduce considerablemente. generadores termoeléctricos modernos utilizando p-n-transición sin intermedio entre materiales semiconductores.
• generador termoeléctrico portátil Hawke (probablemente en 1874) está diseñado para 110 mV (una décima células Daniell) e incluidos 30 termopares con longitud mitades alambre de platino unida 1,2 pulgadas. quemador Bunsen es fuertemente final que recuerda y fría sumergido en agua. El diseño recuerda mucho invención Noe y menos Klemonda. La diferencia fundamental radica en la producción comercial de productos para el rango de masas de los consumidores. Generadores venden dos y tres, colocado sobre una base uniforme.
• Carbón generador termoeléctrico inventado por Harry Barringer y derechos de autor están asegurados por el US434428 patente por 1.890.

batería Gyulhera

Último año de la inventó en el siglo XIX. Los historiadores lo datan de 1898. 50 termopares permite voltaje de 1,5 V con una corriente de 3 A y la resistencia interna de 0,5 ohmios. A estos efectos se gasta cada hora 5 pies cúbicos de gas. Según los investigadores, el instrumento produciría un buen tres veces con caudal idéntico.

experimento natural mostró una vida media de 200 horas, aunque una muestra de 500 pasó finalmente encontró una copia, que sirvió durante dos años. En 1903, una revista publicó información sobre los ensayos públicos batería Gyulhera. Durante el termopar quemador encendido calentado hasta que la tensión llegó a 3,5 V. A continuación, apague el dispositivo y visto en las características después de la terminación del suministro de gas. Si la tensión cae a 1,5 V, la corriente se detuvo bruscamente. conclusión:

- las tensiones térmicas estables que debido a la inercia térmica considerable. Los cambios de temperatura se producen lentamente, rebajado suavemente tensión durante el enfriamiento.

Sin embargo, un aviso similar más Poggendorff, aconsejó George Omu utilizar termopar en lugar de la pila voltaica. batería Gyulhera resultó ser popular a principios del siglo XX. Por ejemplo, la Universidad Lihaysky informa que un nuevo laboratorio metalúrgico en 1905 compró tres termopila Scott y uno - Gyulhera.

El diseño se asemeja a un radiador de calefacción obsoleta hoy en día. Estos se encuentran en los edificios públicos, construidos y equipados de la URSS. Este dispositivo portátil: en cada lado hay un mango en forma de T para el transporte.

generador portátil

Portátil generador termoeléctrico Sudras se asemeja en apariencia el filtro de aceite del camión. Para obtener el calor necesario para encender el quemador de gas. Se mantuvo muy poca información sobre el dispositivo. En las ediciones de 1898 encontró a los productos de información de ensayos conjuntos con el texto antes mencionado:

"Profesor Kolrauh observó en el 70 que la tensión del generador termoeléctrico depende del número de pares incluido en serie. Esto es confirmado por los experimentos con estructuras Klemonda, Noe y Sudras, fabricado y vendido en los últimos 20 años. Proporcionan 2, 4, 6 y 8 voltios, que tienen, respectivamente, 36, 72, 108 y 144 pares en la composición. Se ve que la tensión exactamente proporcional al número total. Sudras construida ejemplo, se compone de 720 miembros. Como es de esperar, la tensión resultante fue de 40 V, la capacidad para soportar la combustión de la lámpara de descarga ".

La nota indicó que el electricista novato tiene el derecho de tomar la fotografía presentada a la muestra, por ejemplo, un producto comercialmente exitoso. generador termoeléctrico Shudr fabricado en tamaños 6, para corrientes de 01/03 a 02/05 A a una tensión de 3 - 8,5 V, dependiendo del tamaño y el número de elementos.

siglo XX

En el siglo XX la mayoría de los generadores termoeléctricos que se suministran con la patente, y el gas combustible se ha convertido. Una característica del período considerado en la teoría intenta explicar el fenómeno observado. El primero calcula la eficiencia de los generadores termoeléctricos Reilly, aunque el resultado fue malo. En 1909 y 1911 se hicieron intentos para dar un estudio teórico de los materiales: Altenkirch mostró que materiales termoeléctricos deben tener un gran coeficiente de Seebeck y baja resistencia de contacto óhmico para reducir las pérdidas de calor.

Hoy divertido, sino que se utiliza para crear dispositivos semiconductores poderosos intereses permanecido fuera de Seebeck totalmente centrarse en los metales puros y aleaciones. En estos materiales, de acuerdo con la relación de Wiedemann-Franz ley-Lorentz a la conducción de calor de eléctrico considerado constante. Los metales adecuados para metales termopares reconocidas, donde el coeficiente de Seebeck máximos.

desarrollos significativos en el campo de la síntesis se produjeron en el período de la 30a años de semiconductores con los valores de coeficiente de Seebeck superior a 100 mV / K. Como resultado, después de la Segunda Guerra Mundial (1947) apareció en la escena del generador M. Telkes con una eficiencia del 5%. Un par de años loffe desarrolló la teoría de semiconductores termopares. Por desgracia, los intereses de las grandes potencias estaban de acuerdo, no se dieron cuenta de inmediato que los semiconductores presentan un gran potencial. En 1956 godu Joffe y sus colegas mostraron que demasiado grande proporción de conductividad térmica y eléctrica se disminuye materiales de fusión con diferentes compuestos. Debido al gran valor militar, muchos desarrollos se han mantenido en secreto, por ejemplo, el estudio de RCA.

generador Modern se concluye entre un sándwich de placas de cerámica lingote p y n semiconductores. Al crear un dispositivo de diferencial de temperatura deseada produce energía. La cerámica se considera aislante eléctrico digno pero conduce el calor, lo que demuestra el éxito de dicha estructura. El vacío en un lado dom calentable y por el otro - enfrió estrellas brillo generador termoeléctrico fantásticas muestra la diferencia de temperatura entre las superficies. Que, naturalmente, aumentará la potencia de salida. Por lo tanto, es una buena fuente de nutrición, fácil y conveniente para ningún objeto espacial.

A principios de los 60 desde el espacio exterior termoelectricidad descendido lentamente a la tierra. Preferida campos de la medicina y comenzó a estudiar la superficie del planeta (incluyendo minerales). Las principales ventajas de la nueva tecnología comenzó a ceder, fiabilidad, sin partes, tranquila y desventajas en movimiento - un costo considerable y baja eficiencia (antes 5%). El cálculo aproximado de la viabilidad del uso de nuevos materiales:

1. La presencia de aire se supone para reflejar el hidrocarburo.
2. Al mover objetos en el primer lugar ahorra espacio. En este caso la densidad de energía del combustible líquido 50 veces más altos acumuladores de plomo o baterías.
3. En consecuencia, cuando la eficiencia de los semiconductores termoeléctricos del 2% de su uso se justifica. Y el aceite se quema lentamente, lo que reduce el peso total del objeto.

En algunos casos, el calentamiento generador termoeléctrico se las arregla para llevar a isótopos radiactivos, abriendo nuevos horizontes. se utilizó Tal fuente en el Voyager (1977) y trabajó durante más de 17 años. Con el aumento de los precios del petróleo (la crisis de 1973), el gobierno de Estados Unidos volvió su atención a las nuevas fuentes de energía: la descarga de aguas residuales empresas de gran alcance que tiene un enorme potencial. Los estudios dirigidos cosas interesantes: superconductividad semiconductor a temperaturas relativamente altas (150 - 170 K) para mejorar las propiedades de los termopares. Más tarde, los esfuerzos se centraron en llevar a la condición de la base del elemento germanio y silicio.

Abierto hoy los materiales termoeléctricos convencionales divididos en tres grupos de temperatura de funcionamiento:

1. Telururo de bismuto y aleaciones muestran mejores indicadores de calidad a 450 K.
2. Telururos y aleaciones de plomo exposición reduce el rendimiento, pero a temperaturas de 1000 a 1300 K.
3. Por último, las composiciones de silicio y germanio tienen baja eficiencia, pero unas técnicas de fabricación bien establecidos. Operar a temperaturas de 1000 - 1300 K.

Diseño del siglo XX

Termattaiks

generador termoeléctrico Termattaiks 1925 se caracteriza por pronunciación complejo para el nombre y en el panel frontal contiene un voltímetro para comprobar la tensión. Rigor por el hecho de que: el dispositivo es un cargador de batería para baterías de plomo-ácido de 6,3 V. Se significa la posibilidad de utilizar un generador termoeléctrico directamente como los medios para calentar los cátodos de tubos de electrones.

La perilla de panel frontal está suministrando gases de combustión para influir en la tensión de salida. Algunos autores sugieren grandes fluctuaciones, pero el texto ya se ha expresado la opinión de una buena estabilidad de generadores termoeléctricos. En consecuencia, la posibilidad de su uso en el contexto de la observación hizo obvio.

revista Amateur Wireless sugirió que el generador termoeléctrico es lo suficientemente bueno como para alimentar la estación de radioaficionado portátil en las campañas y expediciones. En ausencia de electricidad, que se obtiene en cantidades limitadas, la combustión de petróleo, gas, carbón, madera.

Radio de gas

Expresado anteriormente idea de la potencia de radio de cualquier combustible ya implementada en los años 30 del generador termoeléctrico. Una empresa The Cardiff Gas Light y Coca-Cola lanzó la publicidad correspondiente. El "generador termoeléctrico" inscripción por primera vez, vale la pena. muestras anteriores tenazmente denominan en la literatura pilas, baterías o permanecieron sin un título. Reklamka dice, cuando la energía se agota, la corriente de gas permite escuchar el último programa de radio en cualquier parte del mundo. Tales tiempos: Dosis de carbón, y la noticia es siempre allí.

Este generador termoeléctrico es un receptor de la unidad de potencia portátil y proporciona una visualización voltaje del cátodo de 2 V a una corriente de salida de 0,5 A y una tensión diagrama de 120 V en el consumo de corriente 10 mA. La nota informativa para el folleto indica que el termopar no da mucho estrés, pero para conseguir más conexiones de los cables, sigue siendo posible obtener un resultado satisfactorio.

Se considera que los materiales de mayor éxito para el generador termoeléctrico, según el fabricante, una combinación de níquel-nicromo. coeficiente de Seebeck para ellos es 40 mV / K, con una temperatura de trabajo de hasta 1000 K. Calentando el receptor, la tensión llegó a 40 mV. Si termopares 50 conectados en serie, las formas 2, lo cual es suficiente para calentar los cátodos de los tubos de electrones. 120 En 3000 obtiene la inclusión de termopares en una sola cadena.

luz Ilich

Presentado en la lámpara de imagen queroseno rodeado por una sombra del generador termoeléctrico se desarrolla bajo la dirección de Ioffe. Este producto es la era post-Stalin, con fecha de 1959 años, le permite escuchar simultáneamente a la radio y grabar resúmenes confidenciales. Un verdadero amigo del trabajador subterráneo. generador termoeléctrico produce amplitud de tensión para calentar el filamento de 1,5 V con una corriente de 125 mA, todo el dispositivo 90 se alimenta la tensión a una corriente de 12 mA.

siglo XXI

Buenas noticias! En 2005, Jason Hopkins demostró que el rendimiento del generador termoeléctrico es capaz de acercarse al ideal. Estamos a la espera de nuevos productos en esta área.