Юный Техник 1992 №7
На новых садовых участках электроэнергия, как правило, подводится в последнюю очередь, что, согласимся, очень неудобно. Здесь-то и выручит нас энергетическая установка, которую мы предлагаем. Она позволит послушать радио и даже освещать помещение.
Установка использует эффект появления ЭДС в цепях, состоящих из различных металлов или полупроводников. Вы уже прочитали об этом не страницах журнала в статье А. Савельева.
Возьмем два электрических проводника, которые изготовлены из разных металлов, и спаяем их концы. Теперь при нагревании одного и охлаждении другого конца в цепи проводников — термоэлементов (термопар) потечет электрический ток. Созданная ЭДС будет зависеть от разницы температур, а также от подбора материалов, составляющих термоэлемент. КПД таких преобразователей не превышает 5-6%. Максимальная температура, до которой можно нагревать термопару, определяется точкой плавления элементов. К примеру, пару медь — константен можно нагревать до 350 градусов, сталь — константан до 315… 649 градусов — в зависимости от диаметра проволоки, а пару хромель — алюмель до 700… 1152 градусов. Для увеличения КПД, как вы понимаете, надо максимально увеличить разницу температур между холодным и горячим спаем. Но при этом при подборе пар надо учитывать теплопроводность материалов. Лучше, если соотношение между средней теплопроводностью и средней электропроводностью будет минимальным.
При подборе материалов удобно пользоваться таблицей, приведенной ниже. Лучше выбрать те из них, что максимально удалены а столбце друг от друга. Например, сталь (наверху), константан (внизу) дадут хорошие результаты, а медь и серебро — малоактивные элементы. Пара сурьма-висмут наилучшая, но практически недоступна любителю. Хотя и дает она самое большое термоэлектрическое напряжение — около 112 мкВ/град., материалы слишком специфичны и редки.
| РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ГРАД. ЦЕЛЬСИЯ | ||
| 100 | 500 | 900 |
| сурьма | хромель | хромель |
| хромель | нихром | нихром |
| сталь | медь | серебро |
| нихром | серебро | золото |
| медь | золото | сталь |
| серебро | сталь | платинородий |
| платинородий | платинородий | платина |
| платина | платина | кобальт |
| палладий | кобальт | алюмель |
| кобальт | палладий | никель |
| алюмель | алюмель | палладий |
| никель | никель | константан |
| константан | константан | — |
| висмут | — | — |
Кроме того, каждый материал, указанный в таблице, обладает отрицательным потенциалом по отношению ко всем другим, находящимся выше. Например, в паре сталь — константен сталь будет иметь относительный потенциал плюс, а константан — минус. В термопаре хромель — алюмель хромель имеет плюс, а алюмель минус.
Для изготовления батареи потребуются два куска проволоки (стальной и константановой) диаметром 1,3 мм, длиной 18 м каждый. Концы каждого элемента зачищают и скручивают вместе, затем сваривают. Элементы крепят на асбоцементной панели (рис. 1). При проверке отдельные термопары должны давать ток около 22 мА от нагревания спичкой и около 30 мА при нагревании спиртовой горелкой. При нормальном горении спиртовки батарея даст 1,5 В при тоне 0,3 А (рис 2). Изготовив набор таких батарей и соединив их параллельно, можно получить постоянный электрический ток мощностью, достаточной для питания транзисторного приёмника и схожих электроприборов. Надо лишь помнить о том, что при последовательном подключении растёт внутреннее сопротивление батареи.
Набор, состоящий из нескольких батарей, можно использовать с керосиновой лампой, металлической печной трубой или другими похожими источниками тепла.
К. ВЛАДИМИРОВ
Рисунки автора