Termoelektriline generaator - on seade, mis saab elektrienergiat soojuse. Suurepärane energiaallikas, kahjuks iseloomustab madal efektiivsus. Lisaks DC vool muundatakse trafod.
Ajalugu avastus
Seebecki avastati 1822 aastal (nagu ka teised andmed - 1820-1821), kui kuumutatakse ristmikul erinevatest materjalidest suletud ringis vool. kasutegur 3%. Vaatamata selline õnnetu joonis, tulemus esimese termoelektrilisest generaator konkureerisid aurumasinad ajast. Testide plaadid antimon ja vismut, Seebeck mõõtmine läbi galvanomeetrilist Shveyggera (induktiivpooli ja magnetvälja noolt). Seetõttu eksperimendid ei alga enne 16. september 1820. Nähtav tähtsusetus ja seletamatu sündmused on sundinud teadlane ootama. Aeglaselt, uurides oma avastuse Seebecki tehtud aruande selle kohta ainult 1823.
Autor loogilise mõtlemise uurija ettepaneku, et Maa magnetism on seletatav temperatuuride vahe ekvaatorist ja postid. Tööpõhimõtet termoelektriline generaator selgitas magnetilise polarisatsiooni. Seebecki uuritud massi proovid, sealhulgas pooljuhtide ja materjalide reastatud järjest poolt võime tagasi magnetilise nõela. Neid andmeid kasutatakse (rafineeritud kujul) ja täna ehitamiseks Termoelektrigeneraatorid. Põhineb Seebecki koefitsiendi mõõdetakse mV / K.
Kui teadlased radioaktiivsed metallid, nagu Seebecki töödeldi proove. Pärast II maailmasõda, kui ta sai teada, et Ameerika Ühendriigid on uimastamise uusi relvi, seal oli, et kõik vahendid kiirendada tuumarelvi. Vangid ja lihtsalt katsetajad praktiliselt käed põrgata tükki radioaktiivsete kivimid saavutada ahelreaktsiooni. Enamik kohe suri.
Seebecki elus. Ta võttis oma käed vismuti ja antimoni, lühis ja Galvani oli kunagi vaatasin "loomade elektrit." Seebecki peaaegu uskusid oma imelise transtsendentne võimeid, kuid perenaine tegi temast arvavad, et põhjus proove kuumutati. Kui mustkunstnik karjääri lõpuks lahkus kätte suur teadlane, naasis ta lõpuks füüsika. Selgus, et kui metallist dokk tihedalt ja soojuse lamp, nõela kaldub veelgi.
Esialgu selgitus täheldatud mõju ja andis ebatavaline nimetatakse magnetilise polarisatsiooni. Alates seisukohast tänapäeva teadus on raske seletada sellist positsiooni, kuid kui te vaatate silmade läbi tema kaasaegsed... septembris 1820 Hans Oersted teatatud teadlaskonnale Prantsusmaa ja Suurbritannia avamise, revolutsioon järgmise 100 aastat. Teadlane ei kiirusta: märkamise kummaline käitumine mere kompass, kaua õppinud, hinnata ja seejärel kirjutada paar progressiivne mõte kaasaegsed... Lisaks avastused langes järjest:
- Ohmi seadus.
- Elektromagnet.
- Elektrokompas.
- Galvanomeetrilist.
- Induktiivsus.
- Motor.
Pikk nimekiri kõikide leiutiste järgmise 15 aasta jooksul, kuid avatud Seebecki thermoelectricity oli üllatav. On teada, et Ohm kasutatud Georg paari vismuti ja antimoni, toodangu tuntud õiguse circuit osa. In päeva Seebecki olemas mõiste eest, magnetism, elektrienergia, võimsus kondensaator - ja kõik! Tundmatu mõisted olid võimalikud erinevused, hoovused, elektromagnetväljad ja nende intensiivsus. See on mõjutanud nimi avamine Seebecki.
Eelõhtul Malus, Fresnel, Jung ja Brewster avaldatud töö valguse polarisatsiooni. See nähtus uuriti põhjal Islandi pagu kristallid, siis võttis kasutusele mõiste telje (kreeka. - pole-telg). Magnetpoolustest näitas Globe. Pole üllatav, et Seebecki omistatud enda paigaldamise nagu kummaline nimi. Spiraal on orienteeritud nagu kompass nõela planeedil Maa.
Aasta jooksul oleme suutnud leida õige selgituse. Georg oomi kasutades termopaar stabiliseeritud pinge allikas avamist tuntud õiguse: seab kindla temperatuuri vahe üle vee keemispunkti ja jää sulamine. On aeg avada ajastu thermoelectricity.
Thermoelectricity arengu kontseptsiooni
Kui sai selgeks, et kuumus ei saa otseselt ümber magnetism lõpuks lükkas m~ottele valdkonnas Maa soojuse purskab vulkaanidest ja magma keemise sees. Võrreldes kogemusi Oersted ja Seebecki teadlaskond on leidnud õige tee. Georg Ohm termopaar kui termoelektrilisest generaator kasutati elektrolüüsi (1831). Aga termin jäi ebastabiilne. Usutakse, et esimene Termoelektrigeneraatorid ilmus teisel poolel XIX sajandil. Peetakse Laboriseade õppimiseks erinevaid protsesse, kutsuti erinevalt.
Postiteenuste ja telegraafi ajakirja lähemale 1899 avaldatud artikkel loomist aku toite 16 kandelat lambid. Ahjus ahju termopaar asetatud piisava pinge ja voolu. Ühendades pakkumise elemendid seeria pinge tõsteti. Paralleel seoses suurenenud voolu. Iga termoelement konstrueeritakse kasutamine Seebecki (antimon - tsink antimoniid). Siis me oleme õppinud Gyulhera aku (arvatavasti 1898. aastal).
Termin mõtles aku Leideni purk (kondensaator) Benjamin Franklin.
Nii teaduslikes ringkondades järjestikku ühendatud termopaaride dubleeritud thermopile. Arvatakse, et esimese seadme loodud Oe ja Fourier 1823. Nad kombineeritud Seebecki termopaar võimas jõuallikas. Edasiarendamine mõiste oli varustada Leopoldo Nobili ja Macedonio Melloni: terve rea katseid uuring infrapunases spektriosas lõid nad termilise kordaja. Idee tuli nii võib pärast järkjärguline muutmine struktuuri Shveyggera (1825).
Idee esimese galvanomeetrilist mõju pöördeid traadi korrutatakse nende arvu. Samamoodi läheb "Soojusvõimsust" termopaaride. Seade on mõeldud kogu uuring infrapunases spektriosas tõttu mõõtmise toodetud soojust, kuid hiljem mõiste oli aluseks uute tarneallikate. Näitaja termoumnozhitelya sai kompassi nõela.
Timeline leiutiste
Pärast esimest neelama Seebecki efektil on rakendatud ja veelgi. Patendi kasutamise eest Termoelektrigeneraatorid asendada tavalise võetud 1843 Moses Poole.
Pergeliometr mõõta päikese aktiivsus
Pergeliometr mõõtmiseks päikesekiirguse intensiivsust astme järgi kuumutamise termopaar. Claude Pouillet leiutas vahel 1837 ja 1838 aastat seadme lubatud teadlane arvutada suure täpsusega päikese konstant 1228 W / m². m. pergeliometr ei kavatsenud kasutada termoelektrijaama generaator. Isiklikud saavutused olla tugistruktuur edasise kulgemise kohta tööstuses.
Anname leiutise üksikasju, mis on võetud uurimistöö Dr. Stone aruanne esitatud 18. november 1875. "The sulamid ilmutavad metallide omadusi Ühendatud võimsam kui iga lihtsatest materjalidest individuaalselt. Kompositsioonis ühest osast ja kaks tsingi - antimoni erinevust proovi andis 22,7 potentsiaaliga. Potentsiaale komponendid eraldi võetuna:
- Antimon - 7-10.
- Tsink - 0,2.
Ainsaks erandiks oli sulamist vismuti ja tina. Kui tolle 12-1, potentsiaali väheneb 35,8-13,67. Ma olin õnn alustada õpinguid koos paari Saksa hõbe (nikkel-rikas) ja raud. Vaadeldud EMF ei olnud suur. Siis ma proovisin Marcus sulamist, mis koosneb 12 osast antimon, tsinki ja 5 1 vismut. Tulemuseks oli habras ja väljendunud kristallstruktuur.
Siluda need puudujäägid, lisati arseeni. Selle tulemusena avastati, et sulami antimon, arseen, tsingi ja tina koos väikese segus eksponeerib palju suurem plastilisus sarnane termoelektrilisest omadused, mis on täheldatud sulamist Marcus. Teine osa paari uushõbe. "
termopatareina
Thermopile Marcus oli võrdne ühe kahekümnendiku Daniell rakus, andes 55 mV DC. Negatiivsed "vastamisi" töötas sulam vase, tsingi ja nikli suhe 10: 6: 6, mis on sarnane välimuselt uushõbedast; positiivne - antimoni-, tsingi ja vismuti vahekorras 12: 5: 1. Vastavalt «Elektri teenistuses Man», 3. trükk 1896 mai 1864 Marcus võitis Viini teaduslik üldsus termoelektriline generaator. Struktureeritud onni termopaar ülaosas soojendusega metallriba ühinenud. Alumine osa jahutusvee. Kahjuks sulamid õhus kiiresti oksüdeerub grand kasv ohmic kontakt vastupanu.
panuse Becquerel
See ei ole teada, kui sündis termoelektrilisest generaator Edmond Becquerel, kuid ajaloolased kuupäev avamise ajavahemikuks 1867-1868 aastal. Selle struktuur on moodustatud ülemineku sulfiidi vase ja nikli hõbedat. Pilti: proksimaalne reservuaari pumbatakse külma vett kaugele - hõõglamp gaas. Pinge termoelektriline generaator filmitakse spiraali terminalid.
termoelektrilisest generaator Klemonda
Umbes Termoelektrigeneraatorid Dr. Stone märkis: "kasutamine raud annab kena efekti nihe kiire roostetamine toodet."
- Termoelektrijaama generaator (arvatavasti 1874 küsimus) Klemonda ja Moore ehitatud tsink antimonide ja puhtast rauast eriti elektrolüüsi eesmärkidel. Soojendusega seadme lubatud ühe tunni, et saada umbes unts vask, tarbivad 6 kuupjalga gaasi. Seda kasutati plaatimist metallilise tooteid. Gaas regulaator termoelektrilisest generaator muudab suurusjärku saadud elektrivoolu. Joonisel nagu näha ülevalt sektorites tsink antimonide, kolmnurkse lehed labad - raud.
- 1789. termoelektrilisest generaator Klemonda ilmus palju paranenud. Kui sisetakistuse 15,5 oomi saatis pinge 109 V voolutugevus 1,75 A, tarbides 22 naela tunnis kivisütt. ühendid lülituspinge vähenes 54 V. termoelektrilisest generaatori vool kasvas 3,5 A. Soojendusega söe ahju konstruktsiooni kõrgust alla 2,5 m läbimõõduga jooksul meeter meenutav jahedam tänapäevaste protsessorite sisaldas väljaspool arvukaid raua tiivad. Läbivad gaasid sees Raskalov tsink antimonide. Üksikute teadetele termopaarandurit 20 generaator 1 pinge.
- Termoelektriline generaator Noah (ilmselt 1874.) on rohkem nagu kaasaegne turbiini soojuselektrijaamade kujul. Keskne osa põleti termpopar soojendusega ja jahutati välisseadmeid kiirguse ja konvektsiooni. See suhteliselt väike sarnasuse Klemonda generaatoriga sisetakistuse 0,2 oomi, arvestatuna pingega 2 V ja 128 kuhu termopaaride. Kasutegurit termoelektriline generaator on oluliselt vähenenud uushõbedast vaheühendi kontaktid hajutavad kuumust. Modern Termoelektrigeneraatorid kasutati p-n-üleminek ilma vahepeale pooljuhid materjale.
- Kaasaskantav termoelektriline generaator Hawke (arvatavasti 1874) on mõeldud 110 mV (kümnendiku Daniell rakk) ja sisaldas 30 termopaaride koos poolitatud Ameerika plaatinatraadi pikkusega 1,2 tolli. Bunseni põleti on tugevalt meenutab külma ja lõpuks vette. Disain on tugevalt meenutab leiutise Noe ja vähem Klemonda. Peamine erinevus seisneb kaubandusliku tootmise toodete massi valikut tarbijatele. Generaatorid müüdud kaks ja kolm, pannakse ühtsetel alustel.
- Söe termoelektrilisest generaator leiutatud Harry Barringer ja autoriõigused patendiga tagatud US434428 1890.
aku Gyulhera
Viimase aasta leiutati XIX sajandil. Ajaloolased kuupäev see 1898. 50 termopaaride lubatud pingel 1,5 V voolutugevusega 3 A ja sisetakistuse 0,5 oomi. Nendel eesmärkidel kulutatakse iga tund 5 kuupjalga gaasi. Vastavalt teadlaste oleks dokumendi toota hea kolm korda identsed voolukiirus.
Natural eksperiment näitas keskmine eluiga 200 tundi, kuigi üks proov kulutatud 500 leidis lõpuks koopia, kes teenis kaks aastat. Aastal 1903, ajakiri informatsioon avaliku uuringutes Gyulhera aku. Ajal valgustatud põleti termopaar soojendati kuni pinge jõudnud 3,5 V. Seejärel lülitage seade ja vaadata omadused pärast lõpetamist gaasivarustuse. Kui pinge langeb 1,5 V, praeguse lõpetada järsku. Kokkuvõtteks:
- termilise stabiilsuse rõhutab, et tänu arvestatavale termilise inertsi. Temperatuur muutused toimuvad aeglaselt, õrnalt alandas pinge jahtumise ajal.
Kuid sarnane teade rohkem Poggendorff, soovitatakse George Omu kasutada termopaari asemel Volta sammas. Gyulhera aku populaarseks osutunud alguses XX sajandil. Näiteks Lihaysky Ülikool teatab, et uus metallurgilise laboris 1905. ostis kolm thermopile Scott ja üks - Gyulhera.
Disain sarnaneb aegunud soojendus radiaator täna. Neid leidub avalike hoonete, ehitatud ja varustatud NSVL. See kaasaskantav seade: mõlemal küljel on T-kujuline käepide transportimiseks.
kaasaskantav generaator
Kaasaskantav termoelektrilisest generaator Sudras meenutab välimuselt õlifilter veoauto. Et saada vajalikku soojust süüdata gaasipõleti. See jäi väga vähe teavet seadme. Aastal väljaanded 1898. leidnud ühist kohtuprotsessi teavet toodete toodud tekst:
"Professor Kolrauh täheldatud 70, et termoelektriline generaatori pinge sõltub paaride arv sisaldub seerias. Seda kinnitab katseid struktuuride Klemonda, Noe ja Sudras, toodetud ja müüdud viimase 20 aasta jooksul. Need annavad 2, 4, 6 ja 8 volti, millel on vastavalt 36, 72, 108 ja 144 paari kompositsioonis. On näha, et pinge on täpselt võrdeline koguarvust. Sudras konstrueeriti koosneb näiteks 720 liiget. Nagu te võite arvata, saadud pinge oli 40 V, võime põlemise toetamiseks haliidlamp. "
Teates märgiti, et algaja elektrik on õigus võtta foto esitatakse proovi näiteks kaubanduslikult edukas toode. Termoelektriline generaator Shudr valmistatud suurused 6, sest voolud 1,3-2,5 pingel 3-8,5 V, sõltuvalt suurusest ja arvust elemente.
XX sajandi
XX sajandi enamus Termoelektrigeneraatorid varustatud patendi ja küttegaasi muutunud. Tunnuseks perioodil teoreetiliselt püüab selgitada täheldatud nähtus. Esimene arvutatakse tõhusust Termoelektrigeneraatorid Reilly, kuigi tulemus oli vale. Aastal 1909 ja 1911 tehti katseid anda teoreetiline uurimus materjale: Altenkirch näitas, et termoelektriliste materjalide peaks olema suur Seebecki koefitsient ja madala ohmic kontakt vastupanu soojuskadude vähendamiseks.
Naljakas, kuid kasutatakse tänapäeval luua võimas seadmed pooljuhtide jäid Seebecki huve täielikult keskenduda puhta metallid ja sulamid. Nendes materjalid, vastavalt Wiedemann-Franz õiguse-Lorentz seoses soojusjuhtivus elektriline peetakse konstantseks. Sobivad metall termopaaridele tunnustatud metallid, kus Seebecki koefitsiendi maksimaalne.
Olulised arengud valdkonnas sünteesi toimus ajavahemikul 30. aasta pooljuhi väärtused Seebecki koefitsient üle 100 mV / K. Selle tulemusena pärast Teist maailmasõda (1947) ilmus lavale generaator M. Telkes efektiivsusega 5%. Paar aastat Loffe arendatud teooria pooljuhtide termopaare. Kahjuks huvides suurriikide nõustunud, ei ole kohe aru, et pooljuhtide kujutada suurt potentsiaali. Aastal 1956 godu Joffe ja kolleegid näitasid, et liiga suur suhe soojus- ja elektrijuhtivus väheneb sulamistemperatuuriga materjale erinevate ühenditega. Kuna suur sõjaline väärtus, paljud arengud on jäänud vaka all, näiteks RCA uuring.
Modern generaatori sõlmivad sandwich keraamilised plaadid toru p ja n pooljuhid. Luues soovitud temperatuuri erinevus seade tekitab energiat. Keraamika peetakse väärt elektriisolaator kuid juhib soojust, mis tõendavad edukas ütles struktuuri. Vaakum ühel küljel Köetav päikese ja teiselt - jahutati läige tärni termoelektrilisest generaator fantastiline näitab temperatuuri vahe pinnad. Mis loomulikult suurendab võimsust. Seetõttu on hea allikas toitumine, lihtne ja mugav ruumi objektide kohta.
Alguses 60-ndatel kosmosest thermoelectricity aeglaselt laskus maa peale. Eelistatud meditsiinis ja hakkas õppima planeedi pinnast (sealhulgas mineraalaineid). Eeliseid uue tehnoloogia hakkas kergendada, usaldusväärsust, ei ole liikuvaid osi, vaikne ja miinused - märkimisväärne kulu ja madala efektiivsusega (varem 5%). Ligikaudne arvutus teostatavust, kasutades uusi materjale:
- Õhu olemasolu eeldatakse, et peegeldada süsivesinikku.
- On liikuvate objektide esiteks säästab ruumi. Sel juhul energiatiheduse vedelkütuse 50 korda kõrgem pliiakude või patareid.
- Seega, kui efektiivsuse termoelektriline pooljuhid kui 2% nende kasutamine muutub õigustatud. Ja õli on põlenud aeglaselt, vähendades kogumassist objekti.
Mõningatel juhtudel, küte termoelektrilisest generaator suudab kanda radioaktiivsed isotoobid, avades uusi horisonte. Selline allikas kasutatud Voyager (1977) ja töötas üle 17 aasta. Mis tõuseb nafta (kriis 1973), USA valitsus pöördus tema tähelepanu uute energiaallikate: Heitvee võimas ettevõtete millel tohutu potentsiaal. Uuringutes käsitleti huvitavaid asju: pooljuhtide ülijuhtivus suhteliselt kõrgetel temperatuuridel (150-170 K) omaduste parandamiseks termopaaride. Hiljem jõupingutusi keskendunud tuues seisund element baasi germaanium ja räni.
Täna avatud termoelektriliste materjalide jagada tinglikult kolme rühma töötemperatuur:
- Vismut telluriidil ja sulamid näidata parima kvaliteediga näitajad 450 K.
- Tellurides ja pliisulamid näitus alatalitlusel, kuid temperatuuril 1000 - 1300 K.
- Lõpuks, räni ja germaaniumi kompositsioonid on madal efektiivsus, kuid väljakujunenud tootmise tehnikaid. Juhi temperatuuridel 1000 - 1300 K.
Design XX sajandi
Termattaiks
Termoelektriline generaator Termattaiks 1925 iseloomustavad keerulised hääldus nime ja esipaneelil sisaldab voltmeetriga kontrollida pinge. Rangus asjaolu kohta: seade on akulaadija pliiakude 6,3 V. See on mõeldud võimalust kasutada termoelektrilise generaatori otseselt kui vahenditele kuumutades katoodid elektronide torudesse.
Esipaneeli nuppu tarnib põlemisgaasid mõjutada väljundpinge. Mõned autorid arvavad suuri kõikumisi, kuid tekst on juba väljendanud seisukohta aktsepteeritava stabiilsust Termoelektrigeneraatorid. Järelikult nende kasutamise võimalust kontekstis tähelepanekut ilmne.
Amateur Wireless ajakiri soovitas, et termoelektrijaama generaator on piisavalt hea, et võimule kaasaskantavad Amatöörraadiojaama kampaaniates ja ekspeditsioonid. Kuna elektrienergia, see on saadud ainult piiratud koguses, põletustunne nafta, gaas, kivisüsi, puit.
gaasi raadio
Väljendatud eespool idee raadio võimsus igast kütuse rakendatud juba 30s termoelektrijaama generaator. Ettevõte Cardiffi Gaas Light & Coke vabastatakse asjaomase reklaami. Pealdis "termoelektrilisest generaator" esimest korda on väärt. Eelmine proove kangekaelselt nimetatakse kirjanduses akud, patareid või jäi ilma pealkiri. Reklamka ütleb, kui energia otsa, gaasivoolu võimaldab kuulata uusimaid raadiosaates kõikjal maailmas. Selline korda: Annus söe ja uudised on alati olemas.
See termoelektrilisest generaator on kaasaskantav seade vastuvõtja võimu ja annab ekraanile katoodi pingega 2 V at väljundvoolu 0.5 A ja pingega diagramm 120 V juures voolutarve 10 mA. Informatsiooniline märkus infolehes märgitud, et termopaar ei anna palju stressi, kuid et saada rohkem traat ühendusi, see jääb võimalik saada rahuldav tulemus.
Kõige edukamad materjalideks termoelektriline generaator peetakse, vastavalt tootja kombinatsiooni nikkel-nikroom. Seebecki koefitsient neist on 40 mV / K, mille töötemperatuur kuni 1000 K. Soojakssõitmine vastuvõtja, pinge saavutas 40 mV. Kui termopaaride 50 jadaühenduses, moodustab 2, mis on piisavalt kuumutamiseks katoodid elektronide torudesse. 120 3000 saadud termopaaride kaasamist üheahelaline.
valguse Ilyich
Esitleti picture petrooleumi lamp ümbritsetud varju termoelektrijaama generaator on arenenud alluvuses Ioffe. See toode on pärast Stalini ajastu, dateeritud 1959 aastal võimaldab samaaegselt kuulata raadiot ja salvestada konfidentsiaalse kokkuvõtte. Tõeline sõber maa töötaja. Termoelektriline generaator toodab pingeamplituudi kuumutamiseks hõõgniidi 1,5 V voolutugevusega 125 mA, kogu seadme 90 söödab pinge voolu 12 mA.
XXI sajandi
Head uudised! 2005. Jason Hopkins tõestanud, et tõhususe termoelektrijaama generaator on võimalik saada lähemale ideaalne. Ootame uusi tooteid selles valdkonnas.
