Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Kagiliw-giliw na mga katotohanan
Bilang ng mga tanawin: 161,925
Mga puna sa artikulo: 10
Thermogenerator: kung paano "mag-weld" ng kuryente sa isang gasolina
Ang isa sa mga electric forum ay nagtanong sa sumusunod na tanong: "Paano ako makakakuha ng koryente gamit ang ordinaryong gasolina sa sambahayan?" Ito ay hinikayat ng katotohanan na ang gas mula sa kausap na ito, at sa katunayan, tulad ng marami, ay binabayaran para sa mga pamantayan lamang na walang isang metro.
Hindi mahalaga kung gaano karami ang ginagamit mo, nagbabayad ka rin ng isang nakapirming halaga, at bakit hindi ka na nagbabayad ngunit hindi nagamit na gas sa libreng de-koryente? Kaya lumitaw ang isang bagong paksa sa forum, na napili ng nalalabi ng mga kalahok: ang isang matalik na pag-uusap ay tumutulong hindi lamang upang mabawasan ang araw ng pagtatrabaho, kundi pati na rin ang pagpatay ng libreng oras.
Maraming mga pagpipilian ang iminungkahi. Bumili lamang ng isang generator ng gasolina, at punan ito ng gasolina na nakuha sa pamamagitan ng pag-agaw ng domestic gas, o muling gawin ang generator upang gumana kaagad sa gas, tulad ng isang kotse.
Sa halip na isang panloob na engine ng pagkasunog, ang isang Stirling engine, na kilala rin bilang isang panlabas na combustion engine, ay iminungkahi. Narito lamang ang isang nangungunang starter (ang isa na lumikha ng bagong tema) ay nag-angkon ng isang kapangyarihan ng generator ng hindi bababa sa 1 kilowatt, ngunit ito ay nakapangangatwiran, na nagsasabi na ang tulad ng isang nakapupukaw ay hindi magkasya kahit na sa kusina ng isang maliit na silid-kainan. Bilang karagdagan, mahalaga na ang generator ay tahimik, kung hindi man, well, alam mo mismo kung ano.
Matapos ang maraming mga mungkahi, naalala ng isang tao na makita ang isang larawan sa isang libro na nagpapakita ng isang kerosene lamp na may aparato na multi-beam star para sa pag-powering isang transistor receiver. Ngunit ito ay tatalakayin nang kaunti pa, ngunit sa ngayon ...
Mga thermogenerator. Kasaysayan at Teorya
Upang makatanggap ng koryente nang direkta mula sa isang gas burner o iba pang mapagkukunan ng init, ginagamit ang mga heat generator. Tulad ng isang thermocouple, ang kanilang prinsipyo ng operasyon ay batay sa Epekto ng Seebeckbinuksan noong 1821.
Ang nabanggit na epekto ay na sa isang saradong circuit ng dalawang hindi magkakatulad na conductor isang emf ay lilitaw kung ang mga junctions ng mga conductor ay nasa magkakaibang temperatura. Halimbawa, ang isang mainit na kantong ay nasa isang sisidlan ng tubig na kumukulo, at ang isa pa sa isang tasa ng natutunaw na yelo.
Ang epekto ay lumitaw mula sa katotohanan na ang enerhiya ng mga libreng elektron ay nakasalalay sa temperatura. Sa kasong ito, ang mga electron ay nagsisimulang lumipat mula sa conductor, kung saan mayroon silang mas mataas na enerhiya sa conductor, kung saan mas mababa ang enerhiya ng mga singil. Kung ang isa sa mga junctions ay pinainit nang higit pa sa iba, kung gayon ang pagkakaiba sa energies ng mga singil dito ay mas malaki kaysa sa malamig. Samakatuwid, kung ang circuit ay sarado, isang kasalukuyang arises sa ito, eksaktong eksaktong parehong thermopower.
Humigit-kumulang ang magnitude ng thermopower ay maaaring matukoy ng isang simpleng pormula:
E = α * (T1 - T2). Dito, ang α ay ang koepisyent ng thermoelectric, na nakasalalay lamang sa mga metal na kung saan binubuo ang thermocouple o thermocouple. Ang halaga nito ay karaniwang ipinahayag sa mga microvolt bawat degree.
Ang pagkakaiba ng temperatura ng mga junctions sa formula na ito (T1 - T2): Ang T1 ay ang temperatura ng mainit na kantong, at T2, ayon sa pagkakabanggit, ng sipon. Ang pormula sa itaas ay malinaw na inilalarawan sa Figure 1.
Larawan 1. prinsipyo ng Thermocouple
Ang pagguhit na ito ay klasiko, maaari itong matagpuan sa anumang aklat-aralin sa pisika. Ang figure ay nagpapakita ng isang singsing na binubuo ng dalawang conductor A at B. Ang junction ng mga conductor ay tinatawag na junctions. Tulad ng ipinakita sa figure, sa isang mainit na kantong T1, ang thermopower ay may isang direksyon mula sa metal B hanggang metal A. A sa isang malamig na kantong T2 mula sa metal A hanggang metal B. Ang direksyon ng thermopower na ipinahiwatig sa figure ay may bisa para sa kaso kapag ang thermopower ng metal A ay positibo sa paggalang sa metal B .
Paano matukoy ang thermoelectric na kapangyarihan ng isang metal
Ang thermoelectric na kapangyarihan ng isang metal ay tinutukoy na may paggalang sa platinum. Para sa mga ito, ang isang thermocouple, ang isa sa mga electrodes na kung saan ay ang platinum (Pt), at ang iba pa ay ang test metal, pinainit sa 100 degree centigrade. Ang nakuha na halaga ng millivolts para sa ilang mga metal ay ipinapakita sa ibaba.Bukod dito, dapat itong pansinin na hindi lamang ang laki ng pagbabago ng thermopower, kundi pati na rin ang pag-sign nito na may paggalang sa platinum.
Sa kasong ito, ang platinum ay gumaganap ng parehong papel bilang 0 degree sa scale ng temperatura, at ang buong sukat ng mga halagang thermopower ay ang mga sumusunod:
Antimonya +4.7, iron +1.6, cadmium +0.9, zink +0.75, tanso +0.74, ginto +0.73, pilak +0.71, lata +0.41, aluminyo + 0.38, mercury 0, platinum 0.
Matapos ang platinum ay mga metal na may negatibong thermoelectric na kapangyarihan:
Cobalt -1.54, nikel -1.64, constantan (isang haluang metal na tanso at nikel) -3.4, bismuth -6.5.
Gamit ang scale na ito, napaka-simple upang matukoy ang halaga ng thermoelectric power na binuo ng isang thermocouple na binubuo ng iba't ibang mga metal. Upang gawin ito, sapat na upang makalkula ang pagkakaiba ng algebraic sa mga halaga ng mga metal na kung saan ginawa ang thermoelectrodes.
Halimbawa, para sa isang pares ng antimonio-bismuth, ang halagang ito ay magiging +4.7 - (- 6.5) = 11.2 mV. Kung ang isang pares na bakal - aluminyo ay ginagamit bilang mga electrodes, kung gayon ang halagang ito ay magiging lamang +1.6 - (+0.38) = 1.22 mV, na halos sampung beses na mas mababa kaysa sa unang pares.
Kung ang malamig na kantong ay pinananatili sa isang pare-pareho ang temperatura, halimbawa, 0 degree, kung gayon ang thermopower ng mainit na kantong ay magiging proporsyonal sa pagbabago ng temperatura, na ginagamit sa mga thermocouples.
Paano nilikha ang mga thermogenerator
Nasa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, maraming mga pagtatangka ang ginawa upang lumikha mga generator ng init - mga aparato para sa pagbuo ng elektrikal na enerhiya, iyon ay, para sa kapangyarihan ng iba't ibang mga mamimili. Tulad ng nasabing mapagkukunan, dapat itong gumamit ng mga baterya mula sa mga konektado na serye na thermocouples. Ang disenyo ng naturang baterya ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Thermal na baterya, eskematiko
Ang una baterya ng thermoelectric nilikha noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo ng mga pisiko na Oersted at Fourier. Ang Bismuth at antimonyo ay ginamit bilang thermoelectrodes, parehas na pares ng mga purong metal na may pinakamataas na kapangyarihan ng thermoelectric. Ang mga maiinit na junctions ay pinainit ng mga gas burner, habang ang mga malamig na junctions ay inilalagay sa isang sisidlan na may yelo.
Sa mga eksperimento na may thermoelectricity, ang mga thermopile ay nai-imbento sa kalaunan, na angkop para sa paggamit sa ilang mga teknolohikal na proseso at kahit na para sa pag-iilaw. Ang isang halimbawa ay ang Clamone na baterya, na binuo noong 1874, na ang kapangyarihan ay sapat na para sa mga praktikal na layunin: halimbawa, para sa galvanic gilding, pati na rin para magamit sa pag-print ng mga bahay at mga workshop ng solar ukit. Sa paligid ng parehong oras, ang siyentipiko na si Noé ay kasangkot din sa pag-aaral ng mga thermopile; ang kanyang mga thermopile ay masyadong laganap sa oras.
Ngunit ang lahat ng mga eksperimento na ito, kahit na matagumpay, ay napapahamak sa kabiguan, dahil ang mga thermopile batay sa purong metal thermocouples ay may napakababang kahusayan, na pumipigil sa kanilang praktikal na aplikasyon. Ang purong metallic fumes ay may kahusayan ng ilang mga ikasampu lamang ng isang porsyento. Ang mga materyales ng semiconductor ay may higit na higit na kahusayan: ilang mga oxide, sulfides, at intermetallic compound.
Semiconductor Thermocouples
Ang isang totoong rebolusyon sa paglikha ng mga thermocouples ay ginawa ng mga akda ng Akademikong A.I. Joffe. Sa simula ng 30s ng XX siglo, ipinasa niya ang ideya na ang paggamit ng semiconductors posible na mag-convert ng thermal energy, kabilang ang solar, sa elektrikal na enerhiya. Salamat sa pananaliksik na noong 1940, isang photocell ng semiconductor ay nilikha upang ma-convert ang solar light energy sa elektrikal na enerhiya.
Una praktikal na aplikasyon semiconductor thermocouples dapat itong isaalang-alang, tila, isang "partisan bowler", na nagawang posible na magbigay ng kapangyarihan sa ilang mga portable radio istasyon ng radyo.
Ang batayan ng thermogenerator ay mga elemento mula sa constantan at SbZn. Ang temperatura ng malamig na mga sagabal ay nagpapatatag sa pamamagitan ng tubig na kumukulo, habang ang mainit na mga pagbubutas ay pinainit ng siga ng apoy, habang ang pagkakaiba sa temperatura ng hindi bababa sa 250 ... 300 degree ay natiyak. Ang kahusayan ng tulad ng isang aparato ay hindi hihigit sa 1.5 ... 2.0%, ngunit sapat na ang lakas ng kapangyarihan sa mga istasyon ng radyo.Siyempre, sa mga panahong iyon ng panahon ng digmaan, ang disenyo ng "bowler" ay isang lihim ng estado, at kahit na ngayon, ang disenyo nito ay tinalakay sa maraming mga forum sa Internet.
Mga generator ng init ng sambahayan
Nasa mga limampu't post-war, ang industriya ng Sobyet ay nagsimulang paggawa thermal generators TGK - 3. Ang pangunahing layunin nito ay ang mga power radio na pinapagana ng baterya sa mga hindi nakuryente na lugar sa kanayunan. Ang kapangyarihan ng generator ay 3 W, na naging posible sa mga tatanggap ng baterya ng kuryente, tulad ng Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52, at ilang iba pa.
Ang hitsura ng TGK-3 thermogenerator ay ipinapakita sa Figure 3.
Larawan 3. Thermal generator TGK-3
Disenyo ng Thermal Generator
Tulad ng nabanggit na, ang heat generator ay inilaan para magamit sa mga lugar sa kanayunan, kung saan ginamit ang pag-iilaw kerosene lamp "kidlat". Ang nasabing isang lampara, na nilagyan ng isang thermal generator, ay naging hindi lamang isang mapagkukunan ng ilaw, kundi pati na rin ang kuryente.
Kasabay nito, ang mga karagdagang gastos sa gasolina ay hindi kinakailangan, dahil eksakto na ang bahagi ng kerosene na lumipad lamang sa pipe ay naging koryente. Bukod dito, ang tulad ng isang generator ay palaging handa para sa operasyon, ang disenyo nito ay tulad na walang simpleng masira dito. Ang generator ay maaaring magsinungaling lamang, walang trabaho, hindi natatakot sa mga maikling circuit. Ang buhay ng generator, kumpara sa mga galvanic na baterya, ay tila walang hanggan.
Ang papel ng tambutso ng tambutso ng kerosene lamp na "kidlat" ay nilalaro ng pinahabang cylindrical na bahagi ng baso. Kapag ginamit ang lampara kasama ang heat generator, ang salamin ay pinaikling at isang metal heat transfer unit 1 ay ipinasok sa ito, tulad ng ipinapakita sa Larawan 4.
Larawan 4. Lampara ng Kerosene na may generator ng thermoelectric
Ang panlabas na bahagi ng heat transmitter ay nasa anyo ng isang multifaceted prisma kung saan naka-mount ang mga thermopile. Upang madagdagan ang kahusayan ng paglipat ng init, ang heat transmitter sa loob ay mayroong maraming mga paayon na channel. Ang pagpasa sa mga channel na ito, ang mga mainit na gas ay napunta sa tambutso na tubo 3, sabay-sabay na pagpainit ng thermopile, mas tumpak, ang mga maiinit na pagsigaw nito.
Ang isang naka-cool na radiator ay ginamit upang palamig ang malamig na mga junctions. Ito ay isang metal rib na nakakabit sa mga panlabas na ibabaw ng mga bloke ng thermopile.
Thermogenerator - TGK3 binubuo ng dalawang malayang seksyon. Ang isa sa kanila ay nabuo ng isang boltahe ng 2V sa isang kasalukuyang kasalukuyang load hanggang sa 2A. Ang seksyon na ito ay ginamit upang makuha ang anode boltahe ng mga lampara gamit ang isang vibration transducer. Ang isa pang seksyon na may boltahe na 1.2 V at isang kasalukuyang kasalukuyang load ng 0.5 A ay ginamit upang mabigyan ng kapangyarihan ang filament ng mga lampara.
Madali na kalkulahin na ang lakas ng heat generator na ito ay hindi lalampas sa 5 watts, ngunit sapat na ito para sa tatanggap, na naging posible upang lumiwanag ang mga mahabang gabi ng taglamig. Ngayon, siyempre, ito ay tila walang katotohanan, ngunit sa mga panahong iyon, ang gayong aparato ay walang alinlangan na isang himala ng teknolohiya.
Noong 1834, natuklasan ng Pranses na si Jean Charles Atanaz Peltier ang epekto kabaligtaran sa epekto ng Seebick. Ang kahulugan ng pagtuklas ay na sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng kantong mula sa hindi magkakatulad na mga materyales (metal, alloys, semiconductors) init ay pinakawalan o hinihigop, na nakasalalay sa direksyon ng kasalukuyan at uri ng mga materyales. Ito ay inilarawan nang detalyado dito: Epekto ng peltier: ang magic effects ng electric current
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: