Два спаянных проводка, а заменят батарею
Установка использует эффект появления ЭДС в цепях, состоящих из различных металлов или полупроводников.
Возьмем два электрических проводника, которые изготовлены из разных металлов, и спаяем их концы. Теперь при нагревании одного и охлаждении другого конца в цепи проводников — термоэлементов (термопар) потечет электрический ток.
Созданная ЭДС будет зависеть от разницы температур, а также от подбора материалов, составляющих термоэлемент. КПД таких преобразователей не превышает 5—6%. Максимальная температура, до которой можно нагревать термопару, определяется точкой плавления элементов. К примеру, пару медь — константан можно нагревать до 350 градусов, сталь — константан до 315 - 649 градусов — в зависимости от диаметра проволоки, а пару хромель — алюмель до 700 - 1152 градусов. Для увеличения КПД, как вы понимаете, надо максимально увеличить разницу температур между холодным и горячим спаем. Но при этом при подборе пар надо учитывать теплопроводность материалов. Лучше, если соотношение между средней теплопроводностью и средней электропроводностью будет минимальным.
При подборе материалов удобно пользоваться таблицей, приведенной ниже. Лучше выбрать те из них, что максимально удалены в столбце друг от друга. Например, сталь (наверху), константен (внизу) дадут хорошие результаты, а медь и серебро—малоактивные элементы. Пара сурьма—висмут наилучшая, но практически недоступна любителю.
Хотя и дает она самое большое термоэлектрическое напряжение — около 112 мкВ/град., материалы слишком специфичны и редки.
Кроме того, каждый материал, указанный в таблице, обладает отрицательным потенциалом по отношению ко всем другим, находящимся выше. Например, в паре сталь — константан сталь будет иметь относительный потенциал плюс, а константан — минус. В термопаре хромель — алюмель хромель имеет плюс, а алюмель минус.
Для изготовления батареи потребуются два куска проволоки (стальной и константан свой) диаметром 1,3 мм, длиной 18 м каждый. Концы каждого элемента зачищают и скручивают вместе, затем сваривают. Элементы крепят на асбоцементной панели (рис. 1). При проверке отдельные термопары должны давать ток около 22 мА от нагревания спичкой и около 30 мА при нагревании спиртовой горелкой. При нормальном горении спиртовки батарея даст 1,5 В при токе 0,3 А (рис. 2). Изготовив набор таких батарей и соединив их параллельно, можно получить постоянный электрический ток мощностью, достаточной для’ питания транзисторного приемника и схожих электроприборов. Надо лишь помнить о том, что при последовательном подключении растет внутреннее сопротивление батареи.
Набор, состоящий из нескольких батарей, можно использовать с керосиновой лампой, металлической печной трубой или другими похожими источниками тепла.
К. ВЛАДИМИРОВ Рисунки автора. Журнал Юный техник.
Другие наши проекты: