• دمای خنک کننده پلتیر عنصر peltier چیست، دستگاه آن، اصل عملکرد و کاربرد عملی

    عنصر Peltier چیست - یک مبدل الکتریکی و حرارتی، که از چندین جفت (در برخی موارد یک) نیمه هادی از انواع مختلف ("n" و "p") تشکیل شده است، دومی توسط پرش های فلزی - عمدتا مسی به هم متصل می شود. در عمل، این دستگاه در هنگام عبور انرژی جریان الکتریکی، اختلاف دما را در انتهای مختلف سطح ایجاد می کند.

    یکی از ساده ترین گزینه ها این دستگاهپلتیر در استفاده عملیاصلاح TES1-12706 است که در شکل 1 نشان داده شده است.

    ریشه اصل عملکرد اثر ترموالکتریک پلتیه است. به عبارت دیگر، در حین جریان و تحت تأثیر جریان الکتریکی، اختلاف دما در نقاط تماس ترموکوپل - نیمه هادی "n" و "p" - نوع ایجاد می شود.

    عناصر Peltier هنوز "دستگاه های حساس" به گرمای بیش از حد و دمای بالا هستند. آنها مشمول الزامات بالایی برای کار هستند، اگر آنها برآورده نشوند، دستگاه به سرعت از کار می افتد. حذف گرما بسیار مهم است، برای این منظور نصب رادیاتور یا فن ضروری است، در غیر این صورت دمای سمت سرد نسبت به گرم نمی رسد.

    نحوه عملکرد عنصر پلتیه

    بیایید آن را تصور کنیم برقهمانطور که در شکل 2 نشان داده شده است از جفت حرارتی عبور می کند.

    در این حالت فرآیند جذب انرژی گرمایی روی تماس نیمه هادی n - p و فرآیند آزاد شدن انرژی حرارتی در تماس p - n انجام می شود. در نتیجه بخشی از ترموکوپل نیمه هادی که با کنتاکت n - p جفت شده است خنک می شود و قسمت دوم در طرف مقابل به ترتیب گرم می شود.

    در صورتی که قطبیت جریان را تغییر دهیم، فرآیندهای گرمایش و سرمایش به ترتیب انجام می شود، آنها نیز تغییر می کنند.

    فرآیند معکوس اثر پلتیه به این واقعیت منجر می شود که وقتی گرما به یک طرف مبدل حرارتی عرضه می شود، انرژی جریان الکتریکی به دست می آید.

    البته در عمل استفاده از یک ترموکوپل برای حذف کامل انرژی حرارتی کافی نیست، بنابراین تعداد زیادی در مبدل استفاده می شود. مدار الکتریکیمونتاژ شده از ترموکوپل ها به صورت سری. در عین حال، در طراحی عناصر تبدیل کننده حرارت: ترموکوپل های گرمایشی نسبت به خنک کننده ها در طرف دیگر قرار دارند.

    دستگاه عنصر Peltier بسیار ساده است. زوج های حرارتی بین دو صفحه ساخته شده از سرامیک ساخته می شوند. ترموکوپل ها توسط هادی های مسی (لاستیک) به هم متصل می شوند. تعداد ترموکوپل ها بر اساس هدف مبدل حرارتی، قدرت و محل نصب آن تعیین می شود و از یک تا چند صد قطعه قابل استفاده است.

    عناصر اصلی مبدل حرارتی عبارتند از: نیمه هادی ها p - نوع، n - نوع، صفحات سرامیکی، رابط های مسی - هادی. کنتاکت برای تامین جریان الکتریکی "بعلاوه" و "منهای". برای عنصر Peltier اختلاف دما بین لبه های مختلف ترموکوپل ها تا 70 درجه سانتیگراد می رسد. برای بزرگنمایی این تفاوتلازم است آبشار اتصال سریال ترموکوپل ها افزایش یابد.

    ویژگی های عملکرد اصلی عنصر Peltier

    این دستگاه به طور کلی در مواردی که ترموکوپل ها در تماس خوب و قابل اعتماد با یک دستگاه خنک کننده هستند، چه رادیاتور خنک کننده یا یک فن خنک کننده با سیم پیچ، یعنی حذف گرما خوب، ایده آل عمل می کند.

    ماژول های Peltier، همانطور که اغلب نامیده می شوند، به افت جریان و ولتاژ بسیار حساس هستند (بیش از 5٪). تحت تاثیر دمای بالا(بسیار حیاتی برای عناصر تا 150 درجه)، بازده چندین بار کاهش می یابد (تا 40٪) و ماژول خیلی سریع خراب می شود.

    به عنوان یک قاعده، در طرح عملکرد عناصر نیمه هادی، یک شرایط غیرقابل قبول انطباق دستگاه های رله است: قدرت محدود یا تنظیم. این منجر به تخریب اجزای کریستالی و شکست عنصر در آینده نزدیک می شود.

    روشن و خاموش شدن مکرر دستگاه ها نیز بر عملکرد و عمر مفید و دوام آن تأثیر منفی می گذارد. طبق قوانین فیزیک، هر گونه گرم شدن یک ماده منجر به انبساط حرارتی آن و سرد شدن به فشرده شدن آن می شود. بر این اساس، به ویژه نقاط ضعف در عناصر نیمه هادی، موارد "لحیم شده" است، که در آن، به دلیل حرکت مکانیکی، ممکن است نقص هایی به شکل ریزترک ظاهر شود و در پایان مدار را بشکند.

    ضریب هدایت حرارتی زوج های حرارتی عنصر Peltier بسیار بالا است که از یک طرف یک مزیت است و از طرف دیگر عمر سرویس و تعداد تخمینی چرخه های توقف-شروع-توقف را محدود می کند.

    مزایا و معایب ماژول Peltier

    اصولاً مقایسه دستگاه پلتیر با سایر واحدهای خنک کننده با درایوهای مختلف غیرممکن و غیرعملی است، زیرا در حالت اول دارای مواد نیمه هادی به شکل کریستال هستند و در حالت دوم، سیال عامل گاز یا مایع است. (به عنوان مثال: یک یخچال کمپرسور). هر دو دستگاه در مناطق مختلف استفاده می شوند.

    مزایای عناصر Peltier عبارتند از:

    • فقدان کامل مکانیک حرکت و قطعات دوار، و همچنین مایعات، گازها؛
    • هیچ صدایی از دستگاه ها وجود ندارد.
    • اندازه نسبتا کوچک؛
    • عملکرد دوگانه: گرمایش و سرمایش با معکوس شدن قطبیت.

    معایب عبارتند از:

    • راندمان نسبتا کم؛
    • نیاز منبع دائمیانرژی، تغذیه؛
    • تعداد شروع و توقف محدود است.
    • خاموش و روشن کردن صاف دستگاه های ترموالکتریک؛
    • کنترل گرمایش از یک طرف یا سرمایش از طرف دیگر با فن.

    نظرسنجی: آیا مشخص است که عنصر Peltier چیست و چگونه کار می کند؟

    با سلام، خواننده banggood، اخترشناسان هفته Peltier را اعلام کرده اند، بنابراین بررسی بر روی یکی از کاربردهای جالب این ابزار متمرکز خواهد بود. شما تحت CUT خوش آمدید.

    بیایید با برنامه آموزشی شروع کنیم

    همانطور که ویکی‌پدیا می‌گوید، "عنصر پلتیر یک مبدل ترموالکتریک است که اصل عملکرد آن بر اساس اثر پلتیه است - وقوع اختلاف دما هنگام جریان الکتریکی." من مطمئن هستم که بعد از این عبارت واضح تر نشد).

    خوب، بیایید متفاوت تلاش کنیم. یک آکواریوم خاص را تصور کنید که از دو نوع منطقه تشکیل شده است. در منطقه اول آکواریوم، ماهی ها به سرعت در منطقه دوم به آرامی شنا می کنند. بیایید تیغه هایی را نیز تصور کنیم که در آب در مرزهای مناطق می چرخند. قوانین به شرح زیر است: 1) ماهی فقط زمانی به منطقه دیگری شنا می کند که سرعت آن با سرعت تعیین شده برای منطقه مطابقت داشته باشد. حال تصور کنید چندین منطقه به صورت سری چیده شده اند. (مناطق با بیشتر سرعت بالابیایید Z+ را با Z- کم صدا کنیم) ماهی در Z+ است، می‌خواهد به Z- برود، با تیغه در مرز تعامل می‌کند و آرام‌تر شروع به شنا می‌کند، در حالی که تیغه‌ها (در مرز Z+ / Z-) شروع می‌شوند. سریعتر می چرخد در مرحله بعد، ماهی می خواهد به منطقه Z+ بعدی حرکت کند، باید شتاب بگیرد، با تیغه در مرز Z-/Z+ تعامل می کند و شتاب می گیرد، در حالی که تیغه شروع به چرخش کندتر می کند. سپس همه چیز تکرار می شود. مشاهده می شود که برخی از تیغه ها کند می شوند و برخی دیگر شتاب می گیرند. عنصر Peltier بر اساس یک اصل مشابه کار می کند. به جای ماهی، الکترون ها به جای سرعت ماهی، انرژی الکترون ها در نیمه هادی ها وجود دارد. هنگامی که جریان از تماس 2 نیمه هادی عبور می کند، الکترون باید انرژی بگیرد تا به ناحیه انرژی بالاتر از نیمه هادی دیگر حرکت کند. هنگامی که این انرژی جذب می شود، نقطه تماس نیمه هادی ها سرد می شود. هنگامی که جریان در جهت مخالف جریان می یابد، نقطه تماس نیمه هادی ها گرم می شود.
    در عین حال، هرچه جریان بیشتر باشد، اثر انتقال انرژی بیشتر می شود، انرژی از سمت "سرد" به سمت "گرم" منتقل می شود (و نه به طور جادویی ناپدید می شود)، بنابراین عنصر Peltier می تواند اجسام را خنک کند. دمایی کمتر از دمای اتاق (به عبارت دیگر، یک پمپ حرارتی نیمه هادی است). اگر وظیفه شما صرفاً حذف گرما از پردازنده ترانزیستور و غیره است. استفاده از عنصر Peltier بی سود است. شما به یک رادیاتور نیاز دارید که بتواند گرما را از جسم خنک شده به محیط منتقل کند + گرمای تولید شده در حین کار عنصر Peltier. من فکر می کنم تئوری تمام شده است، شما می توانید ادامه دهید.
    بیایید ببینیم که اسپانسر بررسی فکر می کند 13.90 greens چگونه به نظر می رسد.

    این ماژول نوعی ساندویچ 5 سطحی است که از یک جفت رادیاتور و فن و خود عنصر Peltier تشکیل شده است.
    پنکه اندازه بزرگترطراحی شده برای دفع گرما با اعمال نیرو می توان بدون بازکردن پیچ آن را جدا کرد.
    معمولی ترین فن (منبع تغذیه 12 ولت، اندازه 90 میلی متر) با یک گریل پوشیده شده است، در ابتدا فن برای خروج هوا تنظیم می شود.

    در طرف مقابل یک فن کوچک قرار دارد (منبع تغذیه 12 ولت سایز 40 میلی متر)
    بچه عذاب وجدان دارد
    بیایید رادیاتورها را بررسی کنیم
    رادیاتور بزرگ 100mm*120mm ارتفاع 20mm
    رادیاتور کوچک 40mm*40mm ارتفاع 20mm. رادیاتورها با دو پیچ بسته می شوند، یک نخ در رادیاتور کوچک بریده می شود. هنگام برداشتن هیت سینک خمیر حرارتی پیدا شد که خوب است اما می بینید که فشار کم است.
    تماس با رادیاتور بزرگ را نیز نمی توان ایده آل نامید.
    نتیجه اصلی این است که اگر می خواهید حداکثر فشار را از این ماژول بگیرید، حتما به زیر رادیاتورها نگاه کنید. و اگر خمیر حرارتی را پاک کنید، می بینید که یک عنصر در اینجا نصب شده است TEC1-12705(اندازه 40 میلی متر * 40 میلی متر * 4 میلی متر) اگرچه TEC1-12706 قدرتمندتر اعلام شده است. راهنمای TEC1-12705

    بیایید رادیاتور کوچک را برداریم و سعی کنیم ماژول را با اندازه گیری دمای طرف "گرم" و "سرد" شروع کنیم.
    دمای سمت "سرد" -16.1 "گرم" 37.5 دلتا 53.6. مصرف جریان در 12 ولت 4.2 آمپر بود.
    عنصر Peltier پس از 90 ثانیه وارد حالت شد.

    و حالا قسمت سرگرم کننده.
    یک صفحه فلزی و براق پیدا می کنیم و در آن سوراخی برای ترموکوپل ایجاد می کنیم.
    خمیر حرارتی می گذاریم و ترموکوپل نصب می کنیم
    بعد، یک ردیاب نوری با جهت باریک و یک فتودیود از آن می‌سازیم کاغذ سیاهو اجزای معمولی

    ما دستگاه تمام شده را مونتاژ می کنیم و قانون "زاویه تابش برابر با زاویه بازتاب است" را به خاطر می آوریم.
    چه کسی حدس زد که چیست؟ این یک دستگاه است (خوب به طور دقیق تر مدلبرای نشان دادن اصل عملکرد) برای تعیین دمای نقطه شبنم/رطوبت نسبی هوا. این کار به شرح زیر است: LED IR به صفحه بازتابنده می تابد، پس از انعکاس، نور LED IR وارد فوتودیود IR می شود. یک سیگنال ولتاژ از دیود نوری IR با بایاس معکوس گرفته می شود. هنگامی که صفحه تا دمای نقطه شبنم خنک می شود، میعانات شروع به جمع آوری روی آن می کند، شدت تابش منعکس شده کاهش می یابد و سیگنال روی فتودیود تغییر می کند. با ثبت دمای صفحه و هوای محیط می توان رطوبت نسبی را پیدا کرد. برای کار از Brymen BM869 (با کابل خانگیو نرم افزار) و Uni-t UT61E
    در زیر نتیجه است
    نمودار قرمز دمای صفحه است، نمودار آبی سیگنالی از دیود نوری است. لحظه ای را که ولتاژ فتودیود به اندازه نصف کل تغییر ولتاژ تغییر می کند، لحظه تراکم در نظر می گیریم. بر اساس شرایط تنظیم شده دمای نقطه شبنم اندازه گیری شده در اتاق +9 درجه سانتیگراد است.دمای هوای محیط 26.7 است (روی نمودارها نمایش داده نشد چون تغییری نداشت). گرافیک) بعد از آن استفاده کردم ماشین حساب آنلاینبرای تبدیل رطوبت به دمای نقطه شبنم
    نتیجه تبدیل رطوبت از HTU21 به دمای نقطه شبنم با دمای نقطه شبنم اندازه گیری مستقیم همزمان شد. این بدان معنی است که اگر نقطه شبنم را با استفاده از روشی که در بالا توضیح داده شد تعیین کنید، و سپس محاسبه مجدد را انجام دهید، می توانید رطوبت را به طور دقیق تعیین کنید (خب، البته، اگر همه چیز را به روش بزرگسالان انجام دهید). این روشروش آینه سرد نامیده می شود و رطوبت سنج هایی که بر اساس این اصل ساخته شده اند رطوبت سنج تراکمی نامیده می شوند. امیدوارم از بررسی لذت برده باشید و چیز جدیدی برای خودتان یاد گرفته باشید. از توجه همه شما متشکرم.

    محصول برای نوشتن نقد توسط فروشگاه ارائه شده است. بررسی مطابق با بند 18 قوانین سایت منتشر شده است.

    من قصد دارم +13 بخرم اضافه کردن به علاقه مندی ها نقد را پسندید +59 +108

    کولر ترموالکتریک پلتیر.

    اصل کار از شبکه به عاریت گرفته شد: عملکرد عناصر پلتیه بر اساس تماس دو ماده رسانا با سطوح مختلف انرژی الکترون در باند رسانایی است. هنگامی که جریان از تماس چنین موادی عبور می کند، الکترون باید انرژی به دست آورد تا به یک نوار رسانایی انرژی بالاتر از نیمه هادی دیگر حرکت کند. هنگامی که این انرژی جذب می شود، نقطه تماس نیمه هادی ها سرد می شود. هنگامی که جریان در جهت مخالف جریان می یابد، علاوه بر اثر حرارتی معمول، نقطه تماس نیمه هادی ها گرم می شود.

    هنگامی که فلزات با هم تماس پیدا می کنند، اثر پلتیه آنقدر کوچک است که در پس زمینه پدیده های گرمایش اهمی و هدایت حرارتی نامرئی است. بنابراین در کاربردهای عملی از تماس دو نیمه هادی استفاده می شود.

    ظاهر عنصر پلتیه هنگامی که جریان عبور می کند، گرما از یک طرف به طرف دیگر منتقل می شود. عنصر Peltier از یک یا چند جفت موازی پاهای نیمه هادی کوچک - یک نوع n و یک نوع p در یک جفت (معمولاً بیسموت تلورید، Bi2Te3 و سیلیکون تشکیل شده است. ژرمانید) که با استفاده از جامپرهای فلزی به صورت جفت به هم متصل می شوند. جامپرهای فلزی به طور همزمان به عنوان تماس های حرارتی عمل می کنند و با یک فیلم غیر رسانا یا صفحه سرامیکی عایق بندی می شوند. جفت های متوازی الاضلاع به گونه ای به هم متصل شده اند که تشکیل می شوند اتصال سریالبسیاری از جفت نیمه هادی ها با نوع مختلفرسانایی، به طوری که در بالا یک دنباله از ترکیبات (n->p) و در پایین مخالف (p->n) وجود دارد. جریان الکتریکی به صورت متوالی در تمام موازی‌پایه‌ها جریان می‌یابد. بسته به جهت جریان مخاطبین برترسرد می شوند و قسمت های پایینی گرم می شوند - یا برعکس. بنابراین، جریان الکتریکی گرما را از یک طرف عنصر پلتیه به طرف مقابل منتقل می کند و اختلاف دما ایجاد می کند.

    اگر قسمت گرمایش المنت پلتیر خنک شود، مثلاً با رادیاتور و فن، دمای طرف سرد حتی کمتر می شود. در سلول های تک مرحله ای، بسته به نوع سلول و مقدار جریان، اختلاف دما می تواند تقریباً تا 70 K / باشد.

    شرح
    عنصر پلتیر یک مبدل ترموالکتریک است که با اعمال ولتاژ قادر به ایجاد اختلاف دما در صفحات، یعنی پمپاژ گرما یا سرما می باشد. عنصر Peltier ارائه شده برای خنک کردن بردهای کامپیوتر (با توجه به حذف گرمای کارآمد)، برای خنک کردن یا گرم کردن آب استفاده می شود. از عناصر پلتیر در یخچال های قابل حمل و خودرو نیز استفاده می شود.

    المان پلتیر با برق 12 ولت تغذیه می شود.

    برای گرم کردن، فقط باید قطبیت را معکوس کنید.
    ابعاد صفحه پلتیر: 40*40*4 میلی متر.
    محدوده دمای کاری: از -30 تا +70؟..
    ولتاژ کاری: 9-15 ولت.
    مصرف جریان: 0.5-6 A.
    حداکثر توان مصرفی: 60 وات
    چیز کوچک خنده دار، ما 12v + وصل می کنیم - خنک می شود، قطبیت را تغییر می دهیم، گرم می شود. در بسیاری از یخچال های خودکار استفاده می شود، حداقل من یکی دارم. می توانید یک طرح فشرده را به محفظه دستکش وصل کنید تا شکلات در تابستان ذوب نشود! برای استفاده و استفاده مؤثر، باید از رادیاتور خنک کننده استفاده کنید - به عنوان آزمایش، من از رادیاتور استفاده کردم پردازنده کامپیوتر، با کولر امکان پذیر است. چگونه خنک کننده بهتراثر پلتیه قوی تر و موثرتر است. هنگام اتصال به باتری خودرو با ولتاژ 12 ولت، مصرف جریان 5 آمپر بود. در یک کلام، عنصر حریص است. از آنجایی که من هنوز کل مدار را مونتاژ نکرده ام، اما فقط آزمایش های آزمایشی را بدون اندازه گیری دمای دستگاه انجام داده ام. بنابراین در حالت خنک کننده به مدت 10 دقیقه، یخ زدگی خفیف ظاهر شد. در حالت گرمایش، آب در فنجان فلزی به جوش آمد. راندمان این کولر البته کم است، اما قیمت دستگاه و فرصت آزمایش، خرید را توجیه می کند. بقیه در عکس هست

    بسیاری در مورد عناصر "جادویی" Peltier شنیده اند - وقتی جریان از آنها عبور می کند، یک طرف سرد و طرف دیگر گرم می شود. این نیز در کار می کند سمت معکوساگر یک طرف را گرم و طرف دیگر را خنک کنید، برق تولید می شود. اثر پلتیه از سال 1834 شناخته شده است، اما تا به امروز ما هنوز از محصولات نوآورانه مبتنی بر آن خوشحالیم (فقط باید به یاد داشته باشید که هنگام تولید برق، مانند پنل های خورشیدی- یک نقطه وجود دارد حداکثر قدرتو اگر دور از آن کار کنید، راندمان تولید تا حد زیادی کاهش می یابد).

    که در اخیراچینی ها سرعت خود را افزایش داده اند و اینترنت را با ماژول های نسبتا ارزان خود پر کرده اند، بنابراین آزمایش با آنها دیگر پول زیادی نمی گیرد. قول چینی ها حداکثر تفاوتدرجه حرارت بین طرف سرد و گرم در 60-67 درجه. هوم... اگر 5 عنصر را بگیریم، آنها را به صورت سری به هم وصل کنیم، باید 20C-67*5 = -315 درجه را بدست آوریم! اما چیزی به من می گوید که به این راحتی نیست...

    نظریه مختصر

    عناصر کلاسیک "چینی" Peltier 127 عنصر هستند که به صورت سری به هم متصل شده و به یک سرامیک لحیم شده اند. تخته مدار چاپی» از Al2O3. بر این اساس، اگر ولتاژ کاری 12 ولت باشد، هر عنصر تنها 94 میلی ولت دارد. عناصری با تعداد متفاوت عناصر متوالی و بر این اساس ولتاژ متفاوت (به عنوان مثال 5 ولت) وجود دارد.

    باید به خاطر داشت که عنصر Peltier یک مقاومت نیست، مقاومت آن غیر خطی است، بنابراین اگر 12 ولت را اعمال کنیم - ممکن است 6 آمپر دریافت نکنیم (برای یک عنصر 6 آمپر) - جریان ممکن است بسته به دما تغییر کند (اما زیاد نیست). همچنین، در 5 ولت (یعنی کمتر از اسمی)، جریان 2.5 آمپر نیست، بلکه کمتر خواهد بود.

    علاوه بر این، مقدار حرارت منتقل شده به شدت به اختلاف دمای بین سطوح بستگی دارد. با اختلاف 60-67 درجه سانتیگراد، انتقال حرارت به 0 تمایل دارد و با اختلاف صفر - 51 وات برای یک عنصر 12 * 6 = 72 وات. بدیهی است که در حال حاضر اتصال عناصر در یک سری آنقدر آسان نیست - لازم است که هر کدام از عناصر بعدی کوچکتر از قبلی باشند، در غیر این صورت سردترین عنصر سعی می کند گرمای بیشتری (72 وات) نسبت به عنصر بدهد. مرحله بعدی می تواند با اختلاف دمای مورد نظر (1 -51 وات) از خود عبور کند.

    عناصر پلتیر با لحیم کاری کم ذوب با نقطه ذوب 138 درجه سانتیگراد مونتاژ می شوند - بنابراین اگر عنصر به طور تصادفی بدون خنک شدن و داغ شدن بیش از حد باقی بماند، کافی است یکی از کنتاکت های 127 * 2 را لحیم کنید تا عنصر را در محل دفن زباله پرتاب کنید. خوب، عناصر بسیار شکننده هستند - هم سرامیک ها و هم خود عناصر خنک کننده - من به طور تصادفی 2 عنصر را به دلیل خمیر حرارتی که به شدت خشک شده بود پاره کردم:

    تلاش کردن



    بنابراین، یک عنصر کوچک 5V * 2A است، یک عنصر بزرگ 12 * 9A است. کولر لوله حرارتی، دمای اتاق. نتیجه: -19 درجه. عجیب… 20-67-67 = -114، اما بدبخت شد -19…

    ایده این است که همه چیز را در هوای یخ زده بیرون بیاوریم، اما یک مشکل وجود دارد - یک خنک کننده لوله حرارتی فقط در صورتی به خوبی خنک می شود که دمای طرف "گرم" و "سرد" کولر روی آن باشد. طرف های مختلفپرکننده لوله گاز مایع انتقال فاز. در مورد ما، این بدان معنی است که کولر اساساً قادر به خنک کردن چیزی زیر +20 درجه سانتیگراد نیست (زیرا فقط دیواره های نازک لوله های حرارتی در زیر کار می کنند). ما باید به اصول اولیه بازگردیم - به یک سیستم خنک کننده تمام مسی. و برای اینکه عملکرد محدود کولر روی اندازه گیری ها تأثیر نگذارد، بیایید یک صفحه مسی یک کیلوگرمی اضافه کنیم - یک انباشته کننده حرارت.


    نتیجه تکان دهنده است - همان -19 با هر دو مرحله یک و دو. دمای محیط - 10-. آن ها با بار صفر، ما به سختی اختلاف 9 درجه بدی را از بین بردیم.

    پرتاب توپخانه سنگین

    معلوم شد که سردخانه شماره 7 از من دور نیست و تصمیم گرفتم با یک جعبه مقوایی وارد آن شوم. او با 5 کیلوگرم یخ خشک (دمای تصعید -78 درجه سانتیگراد) بازگشت. ساختار مس را در آنجا پایین می آوریم - جریان را وصل می کنیم - در 12 ولت دما فوراً شروع به افزایش می کند ، در 5 ولت 1 درجه در ثانیه کاهش می یابد و سپس به سرعت رشد می کند. تمام امیدها بر باد رفت...

    نتیجه گیری و ویدئو برای دسر

    اثربخشی عناصر مرسوم Peltier چینی در دماهای زیر صفر به سرعت کاهش می یابد. و اگر هنوز هم بتوان یک قوطی کولا را با کارایی قابل مشاهده خنک کرد، دمای زیر 20- را نمی توان بدست آورد. و مشکل عناصر خاصی نیست - من عناصر را امتحان کردم مدل های مختلفاز 3 فروشنده مختلف - رفتار یکسان است. به نظر می رسد که مراحل برودتی به عناصری از مواد دیگر نیاز دارند (و شاید هر مرحله به مواد عنصری خاص خود نیاز دارد).

    خوب، با باقی مانده یخ خشک، می توانید کارهای زیر را انجام دهید:

    PS. و اگر یخ خشک را با الکل ایزوپروپیل مخلوط کنید - دریافت می کنید یک نیتروژن مایعبرای "فقیر" - یخ زدن و شکستن گل ها و غیره به همان اندازه سرگرم کننده است. این فقط به این دلیل است که الکل در تماس با پوست جوش نمی آید - سرمازدگی بسیار آسان تر است.

    عنصر Peltier برای مدت طولانی در جهان شناخته شده است. در قرن هجدهم، ساعت ساز فرانسوی ژان چارلز پلتیه به طور کاملاً تصادفی اثر جدیدی را بر روی مرز دو فلز کشف کرد: بیسموت و آنتیموان. این شامل یک تغییر شدید در دمای یک قطره آب بود که بین کنتاکت ها قرار می گرفت، که با اعمال جریان به یخ تبدیل می شد. این ویژگی برای ساعت ساز جدید بود، زیرا تا آن لحظه هیچ دانشمندی در جهان چنین اطلاعاتی را در مواد خود ارائه نکرده بود.

    اگرچه این اثر جالب بود، اما در آن زمان کاربرد عملی پیدا نکرد، که به دلیل تجهیزات الکترونیکی کم بود که نیاز به خنک کننده شدید داشت. بعد از 2 قرنکشف این دانشمند به یاد ماندنی شد زیرا نیاز فوری به ساخت دستگاهی وجود داشت که بتواند خنک کننده با کیفیت بالا کریستال یک ریزپردازنده گرمایشی را فراهم کند.

    در نتیجه مطالعات متعدد در این زمینه و تعداد زیادی آزمایش عملی، دانشمندان دریافته اند که یک زوج ترموالکتریک می تواند سرمای کافی تولید کند. عملکرد عادیتقریبا هر ریزپردازنده ای و با توجه به اندازه کوچک آنها، آنها یاد گرفتند که آنها را در جعبه های ریز مدار بسازند، بنابراین ژنراتور سرمای داخلی خود را فراهم کردند.

    کشف ژان چارلز پلته یک پیشرفت بزرگ برای کل صنعت تلفن همراه بود. واحدهای برودتی. امروزه خاصیت عنصر ترموالکتریک در تکنیک زیر استفاده می شود:

    • یخچال های قابل حمل؛
    • کولر خودرو؛
    • کولرهای قابل حمل;
    • دوربین ها، تلسکوپ ها و موارد دیگر.

    آنها به طور فعال برای خنک کردن ریزپردازنده ها و سایر عناصر تجهیزات الکترونیکی استفاده می شوند. علاوه بر تأثیر مستقیم خنک کننده، بسیاری شروع به استفاده از عنصر Peltier به عنوان یک ژنراتور کردند. نمونه ای از آنچه می تواند باشد چراغ قوه با 3 عنصر.

    کمتر کسی می داند که سربازان برای برقراری ارتباط با فرماندهی، دیگ مخصوصی را روی آتش می گذارند و چای دم می کنند، فرنی پخته و سایر وسایل خانه را می پزند و در آن زمان مخابره می کنند. اطلاعات لازماز طریق رادیو قابل حمل.

    چگونه یک عنصر Peltier را با دستان خود بسازیم؟

    بسیاری به این سوال علاقه مند هستند که عنصر Peltier با دستان خود چیست، چگونه آن را در خانه بسازیم؟ این امر مستلزم افزودن با دقت بالا از مواد و مواد مختلف است. در خانه درست کنید دستگاه مشابهغیرممکن است، زیرا باید تکنولوژی و روش های لازم برای فرآوری فلزات را در اختیار داشت. همچنین به مواد بسیار خالص در همان آزمایشگاه ها نیاز دارد که دستیابی به آن در خانه غیرممکن است. بنابراین سوال این است که چگونه انجام شود ماژول ترموالکتریکپلتیر، شما می توانید بی چون و چرا پاسخ دهید. به هیچ وجه. اما برای ساخت یک سیستم خنک کننده موثر، مهارت های موجود کاملاً کافی است.

    ساخت عنصر پلتیه از دیودها

    یک نظر در مورد آنچه می توان انجام داد وجود دارد ماژول ترموالکتریک روی دیودها. واقعیت این است که هر جفت نیمه هادی های غیرمشابه دو ماده با رسانایی p و n هستند. و دیود فقط همین است. برای آشکار کردن تغییر در هدایت در هنگام گرم کردن، لازم است انتخاب کنید عناصر خاص. اما برای به دست آوردن دمای پایین در سطح دستگاه، هیچ دیودی کمکی نمی کند. هنگام درخواست جریان بالافقط می توان گرم کرد

    رادیو آماتورها از دیودهای کم مصرف در یک محفظه شیشه ای به عنوان سنسور دما استفاده می کنند. هنگامی که آنها در جهت مخالف متصل می شوند و گرم می شوند، انتقال شروع به باز شدن می کند و جریان را در جهت مخالف عبور می دهد. اما در عین حال برق تولید نخواهد کرد.

    عنصر Pelte چگونه مرتب شده است؟

    ماژول ترموالکتریک Peltier به شکل ساده شده یک جفت صفحه ساخته شده از فلزات مختلف است که می تواند بیسموت، آنتیموان، تلوریم یا سلنیوم باشد. بین آنها یک جفت نیمه هادی با رسانایی متفاوت n و نوع p قرار دارد. همه توسط فلزات مختلف تشکیل شده اند زوج های ترموالکتریکبه صورت سری در یک مدار متصل می شوند. در نتیجه نوعی ماتریس از آن تشکیل می شود تعداد زیادیترموکوپل های مجزا که بین دو صفحه سرامیکی قرار دارند.

    ماژول ترموالکتریک تشکیل شده توسط ترموکوپل ها در یک محفظه با ابعاد کوچک ساخته شده است. با متوالی آنها یا اتصال موازیامکان دستیابی به افزایش اثر خنک کننده یا تولید وجود دارد انرژی الکتریکی. در حالت خنک کننده، خروجی مثبت ماتریس به جفت اول با یک هادی نوع n متصل می شود، تماس منفی به هادی های نوع p متصل می شود. به عنوان صفحات خارجی از سرامیک های مخصوص ساخته شده بر اساس اکسید آلومینیوم و نیترید استفاده می شود. این بهترین عملکرد انتقال حرارت را در هر دو طرف در دماهای بالا و پایین تضمین می کند.

    تعداد ترموکوپل در هر ماژولبا هیچ چیز محدود نمی شود و می تواند تا چند صد نفر باشد. هرچه تعداد آنها بیشتر باشد، اثر خنک کنندگی بهتری احساس می شود. برای افزایش کارایی عنصر پلتیر، رادیاتوری با بیشترین سطح انتقال حرارت به سمت سرد آن متصل می شود. اختلاف دمای بین صفحات باید حداقل دو ده درجه باشد.

    هنگامی که ولتاژ به صفحات اعمال می شود، یک طرف گرم و طرف دیگر سرد می شود. هنگامی که قطبیت ولتاژ تغذیه معکوس می شود، دمای صفحات تغییر می کند.

    با توجه به پیچیدگی و قابلیت ساخت، خودتان این کار را انجام دهید عنصر ترموالکتریکممکن به نظر نمی رسد اما هنوز هم صنعتگرانی هستند که پیشرفت های خود را ارائه می دهند. اثر مشاهده می شود، اما به دست آوردن آن بدون آزمایشگاه تحقیقاتی ویژه برای افزایش کارایی غیرممکن است. حتی می توانید ویدیویی در مورد این موضوع با راهنمای گام به گام پیدا کنید.

    ویژگی های عنصر Peltier

    به ویژگی ها عنصر مبتنی بر جفت دو فلزیباید شامل شود:

    نقشه برداری فرمول

    اثر پلتیه شامل جریان جریان از طریق تماس دو فلز با رسانایی متفاوت است. در نتیجه گرما یا سرما بسته به جهت جریان جریان آزاد می شود.

    در یک عبارت فرمول، اثر پلتیه را می توان به تصویر کشید:

    Q p=P12 j، که در آن P12 ضریب پلتیه است. این نشانگر به نوع فلز مورد استفاده، خواص ترموالکتریک آن بستگی دارد.

    این دستگاه علاوه بر مزایا، معایبی نیز دارد که عبارتند از:

    راندمان پایین. برای به دست آوردن اختلاف دما قابل توجه، لازم است جریان به اندازه کافی به صفحات داده شود.

    برای حذف موثر انرژی گرمایی، باید یک رادیاتور تهیه کرد.

    حالت ژنراتور عنصر Peltier

    کشف Jacques-Charles Peltier به معنای واقعی کلمه دنیا را وارونه کرد، زیرا این دستگاه می تواند به عنوان یک تولید کننده جهانی گرما و سرما مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این توابع، یک اثر مهم دیگر نیز ذکر شد - حالت ژنراتور. اگر طرف گرم دستگاه گرم شود و طرف سرد خنک شود، در پایانه ها اختلاف پتانسیل ایجاد می شود و هنگامی که مدار بسته می شود، جریان شروع به جریان می کند.

    ژنراتور مبتنی بر عنصر Peltierمی توانید خودتان این کار را انجام دهید و به مهارت خاصی نیاز ندارد. اما باید درک کرد که مواد مورد استفاده توسط توسعه دهندگان چینی اینطور نیست ویژگی های ایده آلبرای دریافت حداکثر انرژی ماژول های ترموالکتریک موجود در فروش برای موارد زیر کافی است:

    • شارژ دستگاه های تلفن همراه؛
    • منبع تغذیه برای روشنایی LED؛
    • تولید گیرنده رادیویی مستقل و اهداف دیگر.

    تعداد زیادی ویدیو در مورد این موضوع وجود دارد. توصیف همراه با جزئیاتتمام مراحل بنابراین، اگر می خواهید یک ماژول ترموالکتریک برای تولید انرژی بسازید، این کاملا واقع بینانه است.

    اولین قدم این است که با در نظر گرفتن ویژگی های آنها، تعداد مورد نیاز عناصر Peltier را سفارش دهید. یک دستگاه با توان 10 وات در همان e-Bay 15 دلار قیمت دارد. و این برای شارژ گوشی های هوشمند کافی خواهد بود. علاوه بر این، اطمینان از اتلاف گرما کارآمد ضروری است. برای این منظور می توان یک سیستم طراحی کرد خنک کننده مایعبا گردش طبیعی و قسمت داغ را با هر منبع گرمایی از جمله آتش باز گرم کنید. در نتیجه هر آماتور رادیوییمی تواند از خود یک ژنراتور ترموالکتریک باشکوه بسازد که می توانید آن را در پیاده روی، ماهیگیری یا کلبه با خود ببرید.

    یک عنصر سلول استاندارد 5 ولت و 1 وات برق تولید می کند که برای روشنایی کوچک کافی است. به عنوان مثال، برای ساخت یک چراغ قوه که توسط گرمای دست گرم می شود. عناصر آماده با ولتاژ خروجی تا 12 ولت نیز به فروش می رسد.

    اجاق گاز ترموالکتریک قابل حمل با حالت ژنراتور

    امروزه می توانید راه های زیادی برای ساختن یک ژنراتور ترموالکتریک نسبتاً کارآمد بر اساس عنصر Peltier با دستان خود پیدا کنید. به عنوان یکی از آنها - اجاق گاز قابل حمل با فایرباکساز قدیمی ها بلوک کامپیوترتغذیه. خود عنصر ترموالکتریک Peltier از طریق خمیر حرارتی با رادیاتور با اندازه چشمگیر به یکی از طرفین کیس متصل می شود. چنین نصبی به شما امکان می دهد در هر مکان مناسب گرما دریافت کنید، غذا بپزید و تلفن خود را شارژ کنید.

    بیشتر بخوانید: