Mga kategorya: Kagiliw-giliw na mga katotohanan, Kagiliw-giliw na balita sa kuryente
Bilang ng mga tanawin: 86993
Mga puna sa artikulo: 8
Epekto ng peltier: ang magic effects ng electric current
Ang simula ng ika-19 na siglo. Ang Golden Age of Physics at Electrical Engineering. Noong 1834, ang bantay na Pranses at naturalista na si Jean-Charles Peltier ay naglagay ng isang patak ng tubig sa pagitan ng mga electrodes ng bismuth at antimonya, at pagkatapos ay pumasa sa isang electric current sa pamamagitan ng circuit. Sa pagtataka niya, nakita niya na ang pagbagsak ay biglang nagyelo.
Ang thermal effects ng electric current sa conductors ay kilala, ngunit ang kabaligtaran na epekto ay katulad ng mahika. Maaari mong maunawaan ang mga damdamin ng Peltier: hindi pangkaraniwang bagay na ito sa kantong ng dalawang magkakaibang mga lugar ng pisika - thermodynamics at koryente, ay nagiging sanhi ng isang kamangha-mangha ngayon.
Ang problema sa paglamig ay hindi kasing talamak sa ngayon. Samakatuwid, ang epekto ng Peltier ay natapos lamang matapos ang halos dalawang siglo, nang lumitaw ang mga elektronikong aparato, para sa pagpapatakbo kung saan kinakailangan ang mga miniature na sistema ng paglamig. Ang birtud Mga elemento ng paglamig ng Peltier ay maliit na sukat, ang kawalan ng paglipat ng mga bahagi, ang posibilidad ng mga koneksyon sa kaskad upang makakuha ng malaking pagkakaiba sa temperatura.
Bilang karagdagan, ang epekto ng Peltier ay mababalik: kapag ang polarity ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga pagbabago ng module, ang paglamig ay pinalitan ng pag-init, kaya madaling ipatupad ang mga sistema ng tumpak na pagpapanatili ng temperatura - thermostats. Ang kawalan ng mga elemento ng Peltier (modules) ay mababa ang kahusayan, na nangangailangan ng pagtipon ng malalaking kasalukuyang mga halaga upang makakuha ng isang kapansin-pansin na pagkakaiba sa temperatura. Ang pagiging kumplikado ay kinakatawan ng pag-alis ng init mula sa plato sa tapat ng cooled na eroplano.
Ngunit unang bagay muna. Una, subukang isaalang-alang ang mga pisikal na proseso na responsable para sa napansin na kababalaghan. Nang walang pagsalampak sa kailaliman ng mga kalkulasyon sa matematika, susubukan lamang nating maunawaan ang likas na kawili-wiling pisikal na hindi pangkaraniwang bagay sa "mga daliri".
Dahil pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga phenomena ng temperatura, ang mga pisiko, para sa kaginhawaan ng isang paglalarawan sa matematika, pinalitan ang mga panginginig ng boses ng atomic na sala ng isang materyal na may isang tiyak na gas na binubuo ng, tulad nito, mga partikulo - mga ponon.
Ang temperatura ng gas ng phonon ay nakasalalay sa ambient temperatura at mga katangian ng metal. Pagkatapos ang anumang metal ay isang halo ng mga gas na elektron at phonon sa thermodynamic equilibrium.Kung ang dalawang magkakaibang mga metal ay nakikipag-ugnay sa kawalan ng isang panlabas na larangan, ang isang "mas mainit" na elektron na gas ay tumagos sa isang "mas malamig" na zone, na lumilikha ng isang potensyal na pagkakaiba ng contact na kilala ng lahat.
Kapag inilalapat ang potensyal na pagkakaiba sa paglipat, i.e. tulad ng kasalukuyang dumadaloy sa hangganan ng dalawang metal, ang mga elektron ay kumuha ng enerhiya mula sa mga phonons ng isang metal at ilipat ito sa gas ng phonon ng isa pa. Sa pagbabago ng polaridad, ang paglipat ng enerhiya, na nangangahulugang ang pag-init at paglamig, pag-sign sign.
Sa mga semiconductors, ang mga electron at "butas" ay responsable para sa paglipat ng enerhiya, ngunit ang mekanismo ng paglipat ng init at ang hitsura ng pagkakaiba sa temperatura ay napanatili. Ang pagtaas ng temperatura ay nadagdagan hanggang sa maubos ang mga de-kalidad na elektron. Nagtatakda ang balanse ng temperatura. Ito ang modernong larawan ng paglalarawan Epekto ng peltier.
Malinaw na mula rito Ang pagganap ng elemento ng Peltier depende sa pagpili ng isang pares ng mga materyales, kasalukuyang lakas at bilis ng pagtanggal ng init mula sa mainit na zone. Para sa mga modernong materyales (karaniwang semiconductors), ang kahusayan ay 5-8%.
At ngayon tungkol sa praktikal na aplikasyon ng epekto ng Peltier. Upang madagdagan ito, ang mga indibidwal na thermocouples (junctions ng dalawang magkakaibang materyales) ay tipunin sa mga pangkat na binubuo ng sampu-sampung at daan-daang mga elemento. Ang pangunahing layunin ng naturang mga module ay ang paglamig ng mga maliliit na bagay o microcircuits.
Module ng Paglamig ng Thermoelectric
Ang mga module batay sa epekto ng Peltier ay malawakang ginagamit sa mga aparato sa night-vision na may isang matrix ng mga natanggap na infrared receiver.Ang mga singsing na kaakibat ng microcircuits (CCDs), na ginagamit din ngayon sa mga digital camera, ay nangangailangan ng malalim na paglamig upang magrekord ng mga imahe sa rehiyon ng infrared. Ang mga Peltier module ay cool na mga infrared detector sa teleskopyo, mga aktibong elemento ng laser upang patatagin ang dalas ng radiation, crystal oscillator sa eksaktong mga sistema ng oras. Ngunit ang lahat ay ang militar at mga espesyal na aplikasyon.
Kamakailan lamang, natagpuan ng Peltier module ang application sa mga produktong sambahayan. Pangunahin sa teknolohiyang automotiko: mga air conditioner, portable na refrigerator, mga cooler ng tubig.
Isang halimbawa ng praktikal na paggamit ng epekto ng Peltier
Ang pinaka-kagiliw-giliw at pangako na aplikasyon ng mga module ay ang teknolohiya sa computer. Ang mga high-performance microprocessors, processors, at video card chips ay naglalabas ng maraming init. Upang palamig ang mga ito, ginagamit ang mga tagahanga ng high-speed, na lumikha ng makabuluhang tunog ng tunog. Ang paggamit ng mga Peltier module bilang bahagi ng pinagsamang mga sistema ng paglamig ay nagtatanggal ng ingay na may makabuluhang pag-alis ng init.
Compact USBmas cool na gamit ang Peltier modules
At, sa wakas, isang lohikal na tanong: papalitan ba ng mga module ng Peltier ang maginoo na mga sistema ng paglamig sa compression ng mga ref ng sambahayan? Ngayon hindi ito kapaki-pakinabang sa mga tuntunin ng kahusayan (mababang kahusayan) at presyo. Ang gastos ng malakas na mga module ay pa rin mataas.
Ngunit ang agham ng teknolohiya at mga materyales ay hindi tumatayo. Imposibleng ibukod ang posibilidad ng hitsura ng bago, mas murang mga materyales na may mataas na kahusayan at isang mataas na koepisyent ng Peltier. Mayroon na ngayong mga ulat mula sa mga laboratoryo ng pananaliksik tungkol sa mga kamangha-manghang katangian ng mga materyales ng nanocarbon na maaaring radikal na mababago ang sitwasyon na may mahusay na mga sistema ng paglamig.
Mayroong mga ulat ng mataas na thermoelectric figure ng merito ng mga clastrates - solidong solusyon na katulad sa istraktura sa hydrates. Kapag ang mga materyales na ito ay nag-iiwan ng mga laboratoryo ng pananaliksik, ang mga ganap na tahimik na cooler na may walang limitasyong buhay ng serbisyo ay papalit sa aming karaniwang mga modelo ng bahay.
P.S. Isaoh ng pinaka kawili-wili tampok teknolohiyang thermoelectric yun ba siya maaaring hindi lang gamitin enerhiya na elektrikal upang makakuha ng init at malamig, ngunit din salamat sa kanya maaaringunit simulan ang reverse process, at, halimbawa, kumuha ng electric energy mula sa init.
Isang halimbawa ng kung paano ka makakaya kumuha ng koryente mula sa init kasama gamit ang thermoelectric module (thermoelectric generator) tingnan mo ito video:
Ano sa palagay mo tungkol dito? Naghihintay para sa iyong mga komento!
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: