Электричество от свечки

Добавил: arxain 6-01-2012, 19:29 Просмотров: 10044
Категория: Электронные самоделки, Электронные улучшения, переделки
1
В 1821 г. немецкий физик Томас Иоганн Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых к разнородных проводников, контакты которых находятся при различных температурах, возникает электрический ток. А в 1834 г. французский физик Жан Пельтье открыл обратимость этого явления. Оказалось, что при протекании постоянного электрического тока через подобную цепь места соединения проводников охлаждаются или нагреваются в зависимости от направления тока. С тех пор этот эффект, а также термоэлемент, созданный на его основе, называют по фамилиям первооткрывателей.

Эффективность термопары Пельтье-Зеебека с применением полупроводни­ков возросла до такой степени, что в XX веке их стали широко использовать как для генерации электричества, так и в холодильной технике.

Сегодня единичным элементом Пельтье-Зеебека является пара соеди­нённых медной пластиной полупрово­дников, один из которых — с типом про­водимости р, а другой — с n-проводимостью. Сборку из включён­ных последовательно элементов (рис. 1) вклеивают между керамическими пла­стинами.

Электричество от свечки


Однажды мне попалась интересная информация о портативном термогене­раторе, которым пользовались партиза­ны для питания радиостанций во время Великой Отечественной войны.

Оказывается, наша оборонка ещё до войны начала выпу­скать термоэлектро­генераторы, принцип работы которых был основан на эффекте Зеебека. Генератор одевали на стекло керосиновой лампы, и он вырабатывал электричество, которого хватало для питания лампового приём­ника или передатчика. По легенде, немецкая служба контрразведки очень удивлялась, откуда партизаны берут электричество в лесу для такой долгой работы своих раций.

Моя дача находится в дальнем Подмосковье, где очень часто отключают электричество. Особенно грустно дела обстояли этой зимой. Я, как «партизан в немецком тылу», сидел на даче без света, лишь тёща жгла керосинку. При свете тёщиной керосинки в моей голове и всплыла эта легенда, а затем появилась мысль поэкспериментировать с элемен­том Пельтье-Зеебека как источником электричества. Производит их в Питере отечественная фирма «Криотерм». Такие элементы применяют в офисных кулле-рах и для охлаждения компьютерных процессоров, а также в автомобильных холодильниках. В ассортименте имеются и электрогенераторные модули. Такой модуль размерами 40x40 мм даёт (по паспорту) около 5 В при разнице темпе­ратур в 100°С. Причём, отбираемый ток может быть более 300 мА. Их в Москве можно приобрести на Митинском радио­рынке в магазине «Чип и Дип».

Мною были куплены два охладителя ТВ 127-1,4-1,5 6.1 А, лист дюралюминия раз­мерами 400x300x3 мм и термоклей, выдер­живающий нагрев до 300°С (фото 2). Первый элемент я приклеил на алюминие­вую подложку (фото 3). На подложку был приклеен и второй элемент. С первым он был соединён последовательно. Нагревать их выше 200°С не имело смысла.

Электричество от свечки


Электричество от свечки


Первый испытательный стенд я собрал из подставки под чайник, алюминиевого ковшика и свечки. В ковшик налил холодную воду и наскрёб туда льда из морозилки. После поджига свечки напря­жение поползло вверх и через несколько минут достигло 1,36 В. Этого не хватит даже для зарядки мобильного телефона (фото 4).

Электричество от свечки


Стало понятно, что нужно поднять тем­пературу и собрать повышающий напря­жение преобразователь.

На отечественной микросхеме КР1446ПН1 при желании можно собрать такой преобразователь, но я же заказал готовый DC-DC 1.5В/5В ЕК-1674 модуль преобразователя в интернет-магазине «Платан». Схема преобразователя и его внешний вид представлены на рис.2 и фото 5.

Электричество от свечки


Электричество от свечки


Преобразователь я припаял к термо­сборке, а к выходу преобразователя затем был припаян штекер от зарядного устройства телефона «НОКИА» (фото 6). Что интересно, прежде чем отрезать штекер от зарядника, я замерил на нём напряжение, которое он выдавал при питании от сети. Результат меня слегка удивил: зарядник выдавал 8,2 В, я же планировал заряжать телефон 5 В, которые по моим расчётам преобразователь должен был выдать на выходе при пита­нии от термогенератора. Эксперимент мог закончиться неудачей.

Электричество от свечки


В качестве нагревателя использовал «сухой спирт», помещённый в импрови­зированную печь, которую я сделал из подходящей жестяной банки (фото 7) . На банку установил сборку из термоэле­ментов, на неё поставил кофейник с холодной водой. Мультиметр практиче­ски сразу показал напряжение 4,96 В (фото 8). Преобразователь работал ста­бильно. При подключении телефона поя­вился индикатор зарядки — телефон стал заряжаться (фото 9). Но «сухой спирт» давал очень сильный жар, и сборка «поплыла» — контакт отпаялся вместе с одним из элементов сборки (фото 10).

Электричество от свечки


Электричество от свечки


Электричество от свечки


Электричество от свечки


Пришлось в фирме «ДЕК» покупать аналог сожжённых в первом экспери­менте элементов. Сборка ТЕС1-12712 размерами 62x62 мм по площади оказа­лась приблизительно в два раза больше (фото 11), следовательно и ток она должна выдавать больший. Под новый элемент был на базаре куплен новый ковшик. Продавец гарантировал, что его дно — идеально ровное. Элемент при­клеил на дюралевую пластину, а затем ко дну ковшика.

Электричество от свечки


Нагревать полученный генератор я решил осторожно, одной свечкой. Первые замеры напряжения на выходе показали, что напряжение на нём «раз­гоняется» до 1,5 В. К генератору через преобразователь подключил сотовый телефон, который бодренько начал заря­жаться, хотя после подключения напря­жение на выходе преобразователя упало с 4,95 В до 3,95-4 В. Но индикатор заряд­ки телефона показывал, что тот продол­жает заряжаться.

Экспериментировать с телефоном мне быстро надоело. Стало понятно, что современные «партизаны» легко смогут зарядить сотовый в лесу от свечки.

Следующим развлечением стала инте­грация открытого в XIX веке термоэлек­трического преобразователя с техноло­гией освещения XXI века. К генератору был подключён мощный светодиод, потребляющий 1 Вт. Такие диоды появи­лись на рынке по доступным ценам не более года назад. Обычная свечка была заменена на толстую и «долгоиграю­щую». В магазине «Икея» мне на глаза попалась именно такая. Больше всего мне понравилось то, что она продава­лась в стеклянном стакане. Оставалось поставить ковшик с генератором на этот стакан — и все дела. Думать о подставке не надо (фото 12).

Электричество от свечки


«Прожектор» загорелся не сразу — минуты через три после того, как я зажёг мегасвечу. При дневном свете казалось, что диод светил не очень ярко (фото 13). Пришлось дождаться темноты. Запустил опять тепловой фонарь, вроде он начал светить ярче. Вот тут-то мне под руку и попался экспонометр (измеритель осве­щённости для фотографов). Замерить им освещённость, которую давал «прожек­тор», было делом пары минут (фото 14) Фонарь «на свечке» давал освещённость около 30 люксов на расстоянии 30 см.

Электричество от свечки


Электричество от свечки


Было сделано несколько замеров. Под фонарём сохранялась стабильная освещённость от 16 до 30 люксов. То есть при его свете можно было читать. А световой поток по моим прикидкам соответство­вал потоку 10-ваттной лампы накалива­ния. Получалось, что тепло, которое давала свечка, преобразовалось в излу­чение видимого спектра интенсивностью минимум в 10 раз больше, чем излучение от самой свечи, которое, впрочем, тоже вносит свою долю в освещение при работе термогенератора. И это при кпд элемента Пельтье всего в 2-3%.

Таким образом, эксперименты показа­ли, что тепла свечи вполне достаточно, чтобы с помощью сборки элементов Пельтье-Зеебека и преобразователя напря­жения подзарядить сото­вый телефон в походных условиях, а в случае необходимости и собрать фонарь на светодиоде, яркость которого гораздо больше, чем свечи. И этого света вполне доста­точно для чтения даже в тёмной землянке или на подмосковной даче.

Источник: Сам 6'2011
Автор: Юрий СМИРНОВ
Фото: Екатерины Смирновой
(4) голосов

Похожие новости

Комментарии пользователей

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
  • Скажите пожалуйста, если такую конструкцию устанавливать к топочной дверке дровяной печи или наружной стороне духового шкафа, то толк будет и не испортится ли элемент?
    И второй вопрос как чайника, на преобразователе там надпись 220, получается что он заранее рассчитан, чтобы из 220 вольт вырабатывать меньшее напряжение, а вы просто меняете местами вход-выход и получаете при входе от 1 В несколько В, так получается?

Оставить комментарий


Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера

Категории
Реклама
  • Популярное
  • Новое
  • Теги
Реклама