Termoelektryczność. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

 Komentarze do artykułu

Jeśli mierzymy ciepło uwalniane podczas jednego lub drugiego procesu fizycznego, możemy ocenić zarówno obecność procesu, jak i intensywność jego przepływu. Nieporównywalnie wygodniej operuje się wielkościami elektrycznymi.

Czujniki termoelektryczne umożliwiają prowadzenie pomiarów w najszerszym zakresie temperatur – od rdzenia kotła jądrowego po otchłanie kosmosu. Zgodnie z metodą konwersji czujniki można podzielić na grupy. Jedna grupa obejmuje czujniki zmieniające swoją rezystancję omową pod wpływem ciepła. Są to tak zwane termistory lub termistory.

Termistory PTC (dodatni współczynnik temperaturowy) to rezystory półprzewodnikowe o dodatnim współczynniku temperaturowym. Gwałtownie zwiększają swoją odporność po przekroczeniu określonej temperatury charakterystycznej i są stosowane w samochodowych sieciach elektroenergetycznych do ochrony przed przepięciami prądowymi, jako ochrona sprężarek chłodniczych, jako bezpieczniki samoresetujące iw wielu innych przypadkach.

Termistory NTC (ujemny współczynnik temperaturowy) to rezystory półprzewodnikowe o ujemnym współczynniku temperaturowym. Konstrukcyjnie mają postać dysków i służą do kompensacji temperaturowej układów elektronicznych, ograniczania prądu rozruchowego itp. Krzywa zmiany rezystancji jest liniowa tylko w niektórych obszarach zmiany temperatury, a zakres temperatur pracy wynosi -40 . .. + 200 ° C.

W tej podgrupie na szczególną uwagę zasługują termistory NTC TRA-1 i TRA-2, wykonane na bazie monokryształów sztucznego diamentu, które wyróżniają się długookresową stabilnością parametrów oraz wyjątkowo niską bezwładnością cieplną. Niewielkie wymiary (średnica 1,2 mm) pozwalają na wbudowanie ich np. w pręt lutowniczy. Zakres temperatur pracy - 80...600°K.

Czujniki oparte na termistorze są lotne, tj. wymagają pomiaru napięcia.

Kolejną dużą grupę stanowią termopary, tj. czujniki termiczne, w których EMF pojawia się w miejscu styku dwóch odmiennych metali (ryc. 1). Czujniki tego typu są nieulotne, ponieważ gdy złącze jest podgrzewane, powstający termoEMF jest wystarczający do pomiarów.

Rys.. 1

Jeśli połączysz dwa końce przewodników wykonanych z różnych metali, a następnie podgrzejesz złącze, to na wolnych końcach możesz zaobserwować pojawienie się pola elektromagnetycznego. Wartość kontaktowego termoEMF nie zależy ani od powierzchni styku, ani od kształtu przewodników, ale zależy tylko od tego, jakie metale się stykają i jaka jest ich temperatura. W praktyce stosowania termopar zwykle rozróżnia się dwa połączenia przewodów - złącza gorące i zimne. Spoina gorąca to połączenie znajdujące się w strefie grzewczej, a spoina zimna poza strefą mierzoną. W tym przypadku nazwa zimnego „skrzyżowania” jest czysto warunkowa, ponieważ. obwód elektryczny jest zakończony impedancją obwodu pomiarowego (instrumentu). Jeśli oba końce zimnego złącza są zamknięte, wówczas wartość termoEMF będzie równa zeru. Podobnie, jeśli oba złącza zostaną równomiernie nagrzane, wówczas siły zakłócające zostaną zrównoważone przez siły elektryczne. Wartość EMF jest opisana prostym wzorem:

Е_Т= K_Т(T1-T2), (1)

gdzie K_т - stały współczynnik.

Ze wzoru (1) wynika, że ​​termoEMF jest proporcjonalna do różnicy temperatur różnych metali. Współczynnik proporcjonalności K_T nazywa się specyficznym termoEMF, a jego wartości dla kombinacji różnych metali i ich stopów są różne. Na przykład dla związku miedzi z konstantanem K_T= 53 * 10^-3 mV/°C, dla połączenia srebro-platyna K_T= 12 * 10^-3 mV/°C. Aby uzyskać termoEMF kontaktowy, metale należy łączyć metodą spawania-fuzji elektrodą neutralną (węglową) (najlepiej w środowisku gazu obojętnego lub w próżni, aby zapobiec przedostawaniu się do złącza nawet cząsteczek substancji obcych). Dobre efekty daje wiązanie metodą osadzania próżniowego na obojętnym podłożu ze szkła kwarcowego lub ceramiki. Tak więc słowo „szpieg” w tym przypadku jest czysto warunkowe.

W warunkach amatorskich możesz zrobić dobrą termoparę, jeśli spawasz dwa druty elektrodą węglową (napięcie nie wyższe niż 36 V), łącząc miedź, konstantan, nichrom, fechral, ​​nikiel i srebro. Możesz użyć drucianych stojaków z lampy elektrycznej.

Diody krzemowe mogą być alternatywnym zamiennikiem zarówno termistorów, jak i termopar, a uzyskana przez nie moc termoelektryczna jest wystarczająca do praktycznego zastosowania. Wadą jest duży rozrzut parametrów i złożoność w organizacji wniosków.

W latach 30. ... 50. XX wieku wyprodukowano dużą liczbę generatorów termoelektrycznych, działających z różnego rodzaju chłodziw (lampa naftowa, nafta gazowa, a nawet ogień). Generatory termiczne były również używane w elektrowni jądrowej. Zainteresowanie ich powszechnym stosowaniem stopniowo słabło ze względu na bardzo niską skuteczność, sięgającą najwyżej 3%. To prawda, że ​​nie tak dawno japońscy specjaliści opracowali generator bransoletkowy, który działa na ciepło ludzkiego ciała i zasila odbiornik tranzystorowy.Niestety tanie ogniwa alkaliczne i baterie niklowo-kadmowe „zamknęły” rozwój termogeneratorów.

Istnieje jeszcze inne zastosowanie termoelektryczności, a raczej zjawiska odkrytego w 1834 roku przez zegarmistrza Peltiera, który zwrócił uwagę na anomalie temperaturowe występujące w pobliżu połączenia dwóch przewodników z różnych metali, gdy przepływał przez nie prąd elektryczny. Później E.Kh Lenz zbadał i wyjaśnił naturę tego zjawiska.

W eksperymencie Lenza kroplę wody umieszczono we wgłębieniu na styku dwóch przewodników bizmutu i antymonu, które, gdy prąd przepływał w jednym kierunku, zamarzały i gotowały się w drugim. Zjawisko to, odkryte po raz pierwszy przez Peltiera, nazwano efektem Peltiera, a wykonane na jego podstawie elementy termoelektryczne nazwano elementami Peltiera (rys. 2).

Rys.. 2

W produkcji elementów najlepsze wyniki uzyskano łącząc pary materiałów półprzewodnikowych: siarczek ołowiu, bizmut, antymon, cynk. W elementach Peltiera proces nagrzewania i chłodzenia złączy można uznać za przenoszenie ciepła pod wpływem przyłożonego pola elektromagnetycznego z jednego złącza do drugiego i niejako wzrost przewodności cieplnej przewodników. istnieją gorące i zimne złącza, ale napięcie jest przykładane do zamkniętego obwodu z różnych metali. Gorące złącze jest nagrzewane, a zimne chłodzone, a im intensywniejsze jest odprowadzanie wydzielanego ciepła, tym bardziej zimne złącze jest chłodzone. Odwrócenie biegunowości napięcia zasilającego powoduje również zmianę znaku, co może doprowadzić do zniszczenia elementu. Aby uzyskać znaczną różnicę temperatur, potrzebne jest dobre chłodziwo, aby skutecznie schłodzić gorące złącze.

Obecnie (według katalogu CHIP-DIP) elementy Peltiera oferowane są do chłodzenia REA oraz innych celów, w których wydajność nie odgrywa istotnej roli.

literatura

1. AF Ioffe. Termoelementy półprzewodnikowe. - BIEGŁ.
2. BS Pozdniakow, E.A. Koptelow. Energetyka termoelektryczna. - Atomizdat, 1974

Autor: I.Semenov, Dubna, obwód moskiewski

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Handlarze narkotyków złapani w sieci 01.08.2002 Przemytnicy przywożą narkotyki do Stanów Zjednoczonych szybkimi łodziami, za którymi straż przybrzeżna często nie może nadążyć. Dlatego specjaliści z marynarki wojennej opracowali sieć pułapkową do chwytania tych małych łodzi. W kierunku intruza wystrzeliwana jest rakieta, z której wzdłuż jej trajektorii rozwija się lepka sieć metalowych nici, wyposażona w ostre kolce. Wplątuje łódź przemytników, pozbawiając ją manewrowości. Reaguje na próby przecięcia sieci porażeniem prądem.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Opaska na nadgarstek z mikrofonem ultradźwiękowym

▪ Znaleziono gen budujący mięśnie

▪ Cognifiber fotoniczny chip

▪ Smak mleka matki

▪ superzimny chip

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Wzmacniacze niskich częstotliwości. Wybór artykułu

▪ artykuł Dym tytoniowy, jego składniki i ich wpływ na organizm człowieka. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Dlaczego ocean, który powoduje wiele burz i tsunami, nazywa się Pacyfikiem? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Chloris z Gujany. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Wpływ prądu elektrycznego na organizm człowieka. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Przewody o napięciu do 35 kV. Przewody o napięciu do 1 kV. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024