Generator termoelektryczny

Generator termoelektryczny - to urządzenie, które odbiera energię elektryczną z ciepła. Doskonałym źródłem energii, niestety, charakteryzuje się niską efektywnością. Ponadto, obecny DC transformatory konwertowane.

Historia odkrycia

Seebeck odkryty w 1822 roku (inne dane - od 1820 do 1821), w którym ogrzewa się skrzyżowanie różnych materiałów w obiegu zamkniętym przepływie prądu. wydajność konwersji 3%. Pomimo takiej żałosnej postaci, wynik pierwszego generatora termoelektrycznego konkurowały z silników parowych czasu. Eksperymenty z płytek antymonu i bizmutu, pomiar przeprowadzono Seebeck galwanometru Shveyggera (induktor oraz strzałki magnetyczne). Dlatego eksperymenty nie rozpocząć przed 16 września 1820 r. Pozorna znikomość i niewytłumaczalne wydarzenia zmusiły naukowca poczekać. Powoli, badając swoje własne odkrycia Seebeck wykonany raport o niej dopiero w 1823 roku.

Przez logicznego rozumowania badacz zasugerował, że magnetyzm ziemski jest wyjaśnione przez różnicę temperatur między równikiem a biegunami. Zasada działania generatora termoelektrycznego wyjaśnił polaryzacji magnetycznej. Seebeck badane próbki wagowych, w tym półprzewodników, a materiały są rozmieszczone w rzędzie od zdolności do odrzucenia igły magnetyczne. Dane te są wykorzystywane (rafinowanej postaci), a obecnie w budowie generatorów termoelektrycznych. Współczynnik Seebeck jest mierzona w mV / K

Jako naukowcy metali radioaktywnych, jak Seebeck traktowane próbek. Po II wojnie światowej, kiedy okazało się, że Stany Zjednoczone mają wspaniałe nowe bronie, nie był rozkaz za pomocą wszelkich środków, aby przyspieszyć rozwój broni jądrowej. Więźniów i właśnie eksperymentatorów praktycznie ręce kolidujących kawałki skał promieniotwórczych do osiągnięcia reakcję łańcuchową. Większość wkrótce zmarł.

Seebeck żyje. Zabrał ręce bizmutu i antymonu, zwarcie i jak Galvani kiedyś oglądał „elektryczności zwierzęcej”. Seebeck prawie uwierzył w swoich cudownych zdolnościach transcendentnych, ale gospodyni zaczął myśleć, że powodem próbki były ogrzewane. Kiedy kariera maga w końcu opuścił ręce wielkiego naukowca, wrócił wreszcie do fizyki. Okazało się, że stacja dokująca metalu dobrze ciepło i światło, igła różni się jeszcze bardziej.

Początkowo wyjaśnienie zaobserwowanego efektu i dał niezwykły nazwie polaryzacji magnetycznej. Z punktu widzenia współczesnej nauki jest trudne do wyjaśnienia takiego stanowiska, ale jeśli spojrzeć oczami współczesnych mu we wrześniu... 1820 Hans Oersted zgłaszane do środowisk naukowych we Francji i Wielkiej Brytanii w sprawie otwarcia, rewolucja w następnym 100 lat. Naukowiec nie spieszyć: zauważać dziwne zachowanie kompasu morskiego, długo studiował, ocenione, a następnie napisać kilka progresywnych współczesnych myślowych... Kolejne odkrycia spadł sukcesji:

1. Prawo Ohma.
2. Elektromagnes.
3. Elektrokompas.
4. Galwanometru.
5. Indukcyjność.
6. Silnik.

Długa lista wszystkich wynalazków ciągu najbliższych 15 lat, ale otwarty Seebeck Termoelektryczność było zaskakujące. Wiadomo, że stosowane Georg Ohm parę bizmutu i antymonu, na wyjściu do znanej części obwodu prawo. W dniach Seebeck istniał ładunek pojęcie, magnetyzm, elektryczność, kondensator możliwości - i wszystko! Nieznany koncepcje były różnice potencjałów, prądy, pól elektromagnetycznych i ich intensywność. To ma wpływ na nazwę otwarcia Seebeck.

W przeddzień Malus, Fresnela, Jung i Brewster opublikował pracę od polaryzacji światła. Zjawisko to badano na podstawie Islandii dźwigara kryształów, a następnie wprowadza się oś perspektywie (z greckiego. - Pole osi). Bieguny magnetyczne pokazał Globe. Nic dziwnego, że Seebeck przypisać własną instalację niczym dziwnym imieniu. Cewka jest zorientowany jak igła kompasu Ziemi.

W ciągu roku udało nam się znaleźć odpowiednie wyjaśnienie. Georg omów za pomocą termopary w postaci stabilizowanego źródła napięcia do otwierania znane prawo: przedstawia różnicę temperatury umieszczony w poprzek do temperatury wrzenia wody i topnienia lodu. Nadszedł czas, aby otworzyć erę termoelektryczności.

Koncepcja rozwoju Termoelektryczność

Kiedy stało się jasne, że ciepło nie jest w stanie bezpośrednio przekształcony magnetyzmu wreszcie odrzucił ideę tworzenia pola ciepła Ziemi erupcji wulkanów i Magma gotowanie wewnątrz. Porównując doświadczenia Oersteda i Seebeck, społeczność naukowa znalazła właściwą drogę. Georg Ohm termopary jako generator termoelektryczny wykorzystano elektrolizę (1831). Ale termin pozostawała niestabilna. Uważa się, że pierwsze generatory termoelektryczne pojawiły się w drugiej połowie XIX wieku. Uważane za konfiguracja laboratorium do badania różnych procesów, nazywano różnie.

Pocztowego i telegraficznego magazyn bliżej 1899 roku opublikował artykuł na temat ustanowienia baterii zasilających 16 kandeli żarówek. W piecu termoelement pieca umieszczony z dostatecznym napięcia i prądu. Łącząc elementy zasilające połączone szeregowo, napięcie został podniesiony. Równoległe połączenie zwiększonego prądu. Każdy termoelement jest skonstruowana przez zastosowanie Seebeck (antymonu - Antymonek cynku). Potem dowiedzieliśmy Gyulhera baterii (prawdopodobnie w 1898 roku).

Termin ukuty dla baterii słoiki Leyden (kondensatory) Benjamin Franklin.

Tak w kręgach naukowych serii podłączone termopary nazwany termostos. Uważa się, że pierwsze urządzenie stworzone Oe i Fourier w 1823 roku. Są one połączone Seebeck termopary do potężnego źródła zasilania. Dalszy rozwój tej koncepcji było dostarczenie Leopoldo Nobili i Macedonio Melloni: dla serii eksperymentów na badania widma w podczerwieni, stworzyli mnożnik termiczną. Pomysł przyszedł zarówno po dokonaniu postępowe zmiany w strukturze Shveyggera (1825).

Pomysł pierwszej galwanometru efekt zwojów drutu pomnożona przez ich liczbę. Podobnie dzieje „moc cieplna” z termopar. Urządzenie jest przeznaczone do całego badania widma w podczerwieni w wyniku pomiaru wytworzonego ciepła, ale później koncepcję stanowi podstawę dla utworzenia nowych źródeł zaopatrzenia. Wskaźnik termoumnozhitelya stał się igła kompasu.

Timeline wynalazków

Po pierwszym łyku efekt Seebeck została zastosowana i dalej. Patent do stosowania generatorów termoelektrycznych zastępujących podjęte 1843 Moses Poole.

Pergeliometr do pomiaru aktywności słonecznej

Pergeliometr do pomiaru intensywności promieniowania słonecznego w zależności od stopnia ogrzewania termopary. Claude Pouillet wynalazł między 1837 a 1838 lat urządzenie włączone naukowiec obliczyć z dużą dokładnością stałej słonecznej w 1228 W / m². m. Nie pergeliometr pierwotnie przeznaczone do stosowania jako generatora termoelektrycznego. Indywidualne osiągnięcia służyć jako konstrukcji nośnej dla dalszego rozwoju branży.

Dajemy szczegółów wynalazku, wykonane z badania sprawozdania doktora Stone'a wydanego 18 listopada 1875. „Stopy wykazują właściwości metali połączone skuteczne niż każdy z prostych substancji pojedynczo. W skład jednej strony i dwoma cynku - antymonu próbki otrzymano 22,7 różnica potencjałów. Potencjały składników z osobna:

• Antymon - 7 - 10.
• Cynk - 0,2.

Jedynym wyjątkiem był stop bizmutu i cyny. Gdy skład jego 12 do 1, potencjał spada z 35,8 do 13,67. Miałem szczęście, aby rozpocząć studia z parą niemieckiej srebra (nikiel) i bogate w żelazo. Obserwowany EMF nie był wielki. Potem próbuje Marcus stop składający się z 12 części antymonu, cynku i 5 1 bizmutu. Wynik był kruchy i z wyraźnym strukturze krystalicznej.

Aby wygładzić te braki, dodaje arszeniku. W rezultacie, stwierdzono, że stop arsenu, antymonu, cynku i cyny, z niewielką domieszką wykazuje znacznie większą plastyczność w podobnych właściwościach termoelektrycznych, które obserwuje się w stopie Marcus. Drugi element z pary nowego srebra. "

akumulator cieplny

Termostos Marcus była równa jednej dwudziestej komórki Daniell, dając 55 mV DC. Negatywne „okładziną” był stop miedź, cynk i nikiel w stosunku 10: 6: 6, podobny w wyglądzie do nowego srebra; pozytywne - związek antymonu, cynku i bizmutu w stosunku 12: 5: 1. Według «elektrycznej w służbie człowieka», 3. wydanie 1896, w maju 1864 roku Marcus wygrał przez społeczność naukową Wiedeń do generatora termoelektrycznego. Strukturyzowany chaty termopary na wierzchu podgrzanej taśmy metalowej Zjednoczonych. Dolna część wody chłodzącej. Niestety, stopów powietrza szybko utlenia się do wielkiego wzrostu rezystancji omowej kontaktowego.

Wkład do Becquerela

Nie wiadomo, kiedy urodził generator termoelektryczny Edmond Becquerel, ale historycy datują otwór na okres 1867-1868 roku. Jego konstrukcja jest utworzone przez miedź i nikiel przejście siarczku srebra. W obrazie: bliższy zbiornika pompuje się zimną wodę do tej pory - żarowego gazu. Generator termoelektryczny napięcia nakręcony zaciski śrubowe.

generator termoelektryczny Klemonda

O generatorach termoelektrycznych Doktor Stone stwierdził: „Zastosowanie żelaza daje ładny efekt, który jest przesunięcie szybkiej korozji wyrobu.”

• Generator termoelektryczny (prawdopodobnie 1874 emisji) Klemonda Moore antymonek wykonana z czystego żelaza i cynku, w szczególności do celów elektrolizy. Urządzenie ogrzewa się wolno jedną godzinę do uzyskania około uncji miedzi zużywa 6 stóp sześciennych gazu. Był używany do poszycia wyrobów metalowych. regulator gazowy generator termoelektryczny zmienia wielkość wynikowego prądu elektrycznego. Figura widziany od góry sektorów antymonek cynku, trójkątnych łopatek z liści - żelaza.
• W 1789 roku, generator termoelektryczny Klemonda pojawiły się znacznie poprawiła. Gdy opór wewnętrzny 15,5 omów dała napięcie 109 V przy natężeniu prądu 1,75 A, zużywając 22 funtów na godzinę węgla. Przełączanie napięcia związki zmalała do 54 V. termoelektryczny generator prądu wzrosła do 3,5 A. Piec podgrzewany węgla wysokość konstrukcji poniżej 2,5 m średnicy w mierniku przypominających chłodnicy nowoczesnych procesorach zawarte na zewnątrz liczne skrzydła żelaza. Gazy przechodzą wewnątrz Raskalov cynku antymonek. Przez poszczególnych komunikatów wydawanych termopary 20 generator 1 napięcia.
• Termoelektryczny generator Noe (prawdopodobnie w 1874) jest bardziej jak nowoczesna turbina elektrowni cieplnych w formie. Centralna część palnika termpopar ogrzewać i chłodzić peryferyjnych poprzez promieniowanie i konwekcję. Stosunkowo małe podobieństwo Klemonda generator o wewnętrznej rezystancji 0,2 omów, w przeliczeniu na napięcie 2 V 128 składający się termopary. Wydajność generatora termoelektrycznego jest znacznie zmniejszona melchiora kontakty pośrednie rozpraszającymi ciepło. Nowoczesne termoelektryczne generatory stosując p-n-przejściu bez pośredniego pomiędzy materiałów półprzewodnikowych.
• Przenośny generator termoelektryczny Hawke (prawdopodobnie w 1874) przeznaczony jest do 110 mV (jedną dziesiątą Ogniwo Daniella) i obejmował 30 termopary o długości połówki Stany drut platynowy 1,2 cali. Palnik Bunsena jest mocno przypomina i zimny koniec zanurzony w wodzie. Konstrukcja jest bardzo przypomina wynalazek Noe i mniej Klemonda. Zasadnicza różnica polega na tym, komercyjnej produkcji produktów dla masowego grona odbiorców. Generatory sprzedawane dwa i trzy, umieszczone na jednolitej podstawie.
• Węgiel termoelektryczny generator wymyślone przez Harry'ego Barringer i praw autorskich są zabezpieczone przez US434428 patentowego przez 1890.

bateria Gyulhera

W ubiegłym roku z wynaleziona w XIX wieku. Historycy datować go do 1898 roku. 50 termopary pozostawiono napięcia 1,5 V przy natężeniu prądu 3 A i wewnętrznej rezystancji 0,5 oma. Dla tych celów spędza każdą godziną 5 stóp sześciennych gazu. Według naukowców, urządzenie będzie produkować dobre trzy razy z identycznym natężeniu przepływu.

naturalny eksperyment wykazał średnią żywotność 200 godzin, chociaż jedna próbka spędził 500 wreszcie znaleźć egzemplarz, który służył przez dwa lata. W 1903 roku publikacją informacji o badaniach publicznych Gyulhera baterii. Podczas oświetlonym palnika ogrzewa termoparę aż napięcie 3,5 V. dotarł do Następnie wyłącz urządzenie i przeglądane na charakterystyce po zakończeniu dostaw gazu. Jeżeli napięcie spadnie do 1,5 V, prąd zatrzymał się gwałtownie. wniosek:

- stabilne naprężenia cieplne że ze względu na znaczną bezwładność cieplną. Zmiany temperatury następować powoli, w lekko obniżone napięcie podczas chłodzenia.

Jednak podobny anons więcej Poggendorff, poradził George Omu użyciu termopary zamiast stosu fotowoltaicznego. Gyulhera akumulator okazał się popularny na początku XX wieku. Na przykład, Lihaysky University informuje, że nowe laboratorium metalurgicznego w 1905 roku kupiła trzy termostosu Scotta i jeden - Gyulhera.

Konstrukcja przypomina przestarzałej chłodnicę grzewczą dzisiaj. Te znajdują się w budynkach użyteczności publicznej, wykonana i wyposażona w ZSRR. To przenośne urządzenie: na każdej stronie znajduje się uchwyt w kształcie litery T do transportu.

przenośny generator

Przenośny generator termoelektryczny Śudrowie przypomina wyglądem filtr oleju z ciężarówki. Aby uzyskać ciepło potrzebne do zapłonu palnika gazowego. Pozostał bardzo mało informacji o urządzeniu. W edycji 1898 znalazł wspólny próbnych produktów informacyjnych z wyżej wymienionym tekście:

„Prof. Kolrauh obserwowano w 70, że generator termoelektryczny napięcia w zależności od liczby par włączone szeregowo. Znajduje to potwierdzenie w doświadczeniach na strukturach Klemonda Noé i śudrów, produkowany i sprzedawany w ciągu ostatnich 20 lat. Zapewniają 2, 4, 6 i 8 V, z, odpowiednio, 36, 72, 108 i 144 par w kompozycji. Okazuje się, że napięcie dokładnie proporcjonalna do całkowitej liczby. Śudrami wykonana wystąpienie składa się z 720 członków. Jak można się spodziewać, uzyskany napięcie wynosiło 40 V, zdolność do podtrzymania spalania lampy wyładowczej. "

Nota stwierdził, że początkujący elektryk ma prawo do podjęcia przedłożone próbki na przykład komercyjnie udane zdjęcie produktu. Generator termoelektryczny Shudr produkowane w rozmiarach 6, dla wartości natężenia prądu, 1,3 - 2,5 A, przy napięciu 3 - 8,5 V, w zależności od wielkości i liczby elementów.

XX wieku

W XX wieku większość termoelektrycznych generatorów zasilanych z patentu, a gaz opałowy stało. Cechą badanym okresie w teorii próbuje wyjaśnić obserwowane zjawiska. Pierwszy oblicza sprawność generatorów termoelektrycznych Reilly, chociaż wynik był zły. W 1909 i 1911 roku próbowano daje teoretyczną analizę materiałów: Altenkirch wykazały, że Materiały termoelektryczne powinien mieć duży współczynnik Seebecka i niską rezystancję kontaktowe dla ograniczenie strat ciepła.

Zabawne, ale dziś używane do tworzenia potężnych element półprzewodnikowy pozostawały poza interesami Seebeck całkowicie skoncentrować się na czystych metali i stopów. W tych materiałów, w zależności od stosunku Wiedemann-Franz prawa Lorentza do przewodzenia ciepła porażenia uważane stała. Odpowiednie metale dla termopary uznanych metali, w których maksymalny współczynnik Seebeck.

Znaczący postęp w dziedzinie syntezy nastąpił w okresie 30 roku półprzewodników z wartościami współczynnika Seebecka powyżej 100 mV / K. W rezultacie, po zakończeniu II wojny światowej (1947) pojawił się na scenie generatora M. Telkes z wydajnością 5%. Kilka lat loffe rozwinął teorię termopar półprzewodnikowych. Niestety, interesy wielkich mocarstw nie zgadzało, nie od razu sobie sprawę, że półprzewodniki stanowią wielki potencjał. W 1956 godu Joffe i współpracownicy wykazali, że zbyt duży współczynnik przewodności cieplnej i elektrycznej jest zmniejszane topienia materiałów o różnych związków. Ze względu na dużą wartość wojskowego, wiele zmian pozostały w tajemnicy, na przykład, badania RCA.

Nowoczesne generator jest zawarta między warstwowych płyt ceramicznych wlewek p oraz n półprzewodników. Przy tworzeniu pożądanego urządzenia różnica temperatur wytwarza energię. Ceramika jest uważany za godny izolatorem elektrycznym ale przewodzi ciepło, potwierdzające pomyślne wspomnianą strukturę. Podciśnienie po jednej stronie w ogrzewanych słońcem i na drugiej - chłodzi Data połysk termoelektryczne generator niepowtarzalny pokazuje różnicę temperatur między powierzchniami. Co naturalnie zwiększa moc. W związku z tym, że jest to dobre źródło odżywiania, łatwe i wygodne dla wszystkich obiektów kosmicznych.

Na początku lat 60-tych z kosmosu termoelektryczności powoli zszedł na Ziemię. Preferowane dziedziny medycyny i rozpoczął studia powierzchni planety (w tym minerałów). Główne zalety nowej technologii zaczęły łatwość, niezawodność, brak ruchomych części, ciche i wady - znaczne koszty i niską efektywność (wcześniej 5%). Przybliżone obliczenie możliwości wykorzystania nowych surowców:

1. Obecność powietrza przyjmuje się odzwierciedlać węglowodoru.
2. Na ruchomych obiektów w pierwszej kolejności oszczędza miejsce. W tym przypadku gęstość energii ciekłego paliwa 50 razy wyższe akumulatorów ołowiowo lub baterii.
3. W konsekwencji, gdy wydajność termoelektrycznych półprzewodników niż 2% swojego zastosowania za nieuzasadnione. A olej jest spalany powoli, zmniejszenie całkowitej masy obiektu.

W niektórych przypadkach, generator termoelektryczny ogrzewania udaje się przeprowadzić izotopy promieniotwórcze, otwierając nowe horyzonty. Takie źródło użyto na Voyager (1977) i pracował przez ponad 17 lat. Z rosnących cen ropy naftowej (1973) kryzys, rząd USA zwrócił uwagę na nowe źródła energii: odprowadzające ścieki potężne przedsiębiorstwa posiadające ogromny potencjał. Badania dotyczyły interesujące rzeczy: półprzewodnikowej nadprzewodnictwo w stosunkowo wysokiej temperaturze (150 - 170 K) w celu poprawy właściwości termopary. Późniejsze wysiłki koncentrowały się na doprowadzeniu do stanu podstawowego elementu germanu i krzemu.

Dzisiaj otwarte materiały termoelektryczne zwykle dzieli się na trzy grupy o temperaturze pracy:

1. Tellurku bizmut i stopy wykazują najlepsze wskaźniki jakości przy 450 K.
2. Tellurki i stopów ołowiu wykazują zmniejszoną wydajność, ale w temperaturze 1000 - 1300 K.
3. Wreszcie, kompozycje krzemu i germanu mają małą skuteczność, ale dobrze ustalonych technik produkcyjnych. Prowadzi się w temperaturze 1000 - 1300 K.

Design XX wieku

Termattaiks

Termoelektryczny generator Termattaiks 1925 charakteryzuje się złożoną wymowę w imieniu i na przedni panel zawiera woltomierza sprawdzić napięcie. Surowość poprzez fakt, że: urządzenie ma ładowarkę baterii akumulatorów ołowiowo-kwasowych 6,3 V. rozumie się możliwość używania generator termoelektryczny bezpośrednio jako środki do podgrzewania katody lamp elektronowych.

Pokrętło panel przedni jest dostarczanie spalin do wywierania wpływu na napięcie wyjściowe. Niektórzy autorzy sugerują duże wahania, ale tekst już wyraził pogląd dopuszczalnej stabilności generatorów termoelektrycznych. W związku z tym możliwość ich stosowania w kontekście obserwacji popełnił oczywiste.

magazyn Amateur Wireless zasugerował, że generator termoelektryczny jest wystarczająco dobry, aby zasilać przenośne amatorską stację radiową w kampaniach i wypraw. W przypadku braku energii elektrycznej, to uzyskuje się w ograniczonych ilościach spalania olej, gaz, węgiel, drewno.

radio gaz

Wyrażone powyżej idei władzy radiowych z dowolnego paliwa realizowany już w latach 30. generatora termoelektrycznego. Firma Cardiff Gas Light & Coke wydała odpowiednie reklamy. Napis „generator termoelektryczny” po raz pierwszy jest warta. Poprzednich próbkach uporczywie określany w literaturze, baterii lub pozostała bez tytule. Reklamka mówi, gdy zabraknie energii, strumień gazu pozwala słuchać najnowszej audycji radiowych w dowolnym miejscu na świecie. Takie czasy: Dawka węgla, a wiadomość jest zawsze tam.

Ten generator termoelektryczny jest przenośny odbiornik moc jednostki i zapewnia wyświetlacz katoda 2 V prądu wyjściowego 0,5 A i napięciu 120 V w wykres zużycia obecnego 10 mA. Nota informacyjnej na ulotce stwierdza, że ​​termopara nie daje dużo stresu, ale aby uzyskać więcej połączeń przewodowych, pozostaje możliwość uzyskania zadowalającego rezultatu.

Najbardziej skuteczne środki do generatora termoelektrycznego uważa się, zgodnie z zaleceniami producenta, w połączeniu z niklu nichromu. Współczynnik Seebeck im 40 mV / K, w temperaturze roboczej do 1000 K. Rozgrzewka odbiornika, napięcie osiągnęła 40 mV. Jeśli termopary 50 połączone szeregowo, ich formy 2, która jest wystarczająca dla podgrzewania katody lamp elektronowych. 120 w 3000 uzyskano włączenie termoelementów w pojedynczym łańcuchu.

światło Iljicza

Prezentowane na lampę naftową obraz otoczony cieniu generatora termoelektrycznego jest opracowany pod kierunkiem Ioffe. Ten produkt jest era post-Stalin, datowany 1959 rok, pozwala na jednoczesne słuchanie radia i nagrywanie poufnych podsumowania. Prawdziwy przyjaciel pracownika metra. Generator termoelektryczny daje amplitudę napięcia na ogrzewanie żarnika 1,5 V przy natężeniu prądu 125 mA, całe urządzenie 90 doprowadza napięcia przy prądzie 12 mA.

XXI wiek

Dobre wieści! W 2005 roku okazało się, że Jason Hopkins sprawność generatora termoelektrycznego jest w stanie zbliżyć się do ideału. Czekamy na nowe produkty w tej dziedzinie.