Елемент на Пелтие от диоди. Елемент на Пелтие: характеристики, принцип на действие и приложение

Елементът на Пелтие е известен на света отдавна. Още през 18 век френският часовникар Жан-Чарлз Пелтие съвсем случайно открива нов ефект на границата на два метала: бисмут и антимон. Състои се от рязка промяна в температурата на капка вода, поставена между контактите, която се превръща в лед при подаване на ток. Това свойство стана ново за часовникаря, тъй като до този момент никой учен в света не е представял такава информация в своите материали.

Въпреки че ефектът беше интересен, той не намери практическо приложение по това време, което се дължи на малкото електронно оборудване, което би изисквало интензивно охлаждане. След 2 векаОткритието на учения беше запомнено, тъй като имаше спешна нужда от производство на устройство, което да осигури висококачествено охлаждане на нагревателния микропроцесорен кристал.

В резултат на многобройни изследвания в тази област и огромен брой практически експерименти учените установиха, че термоелектрическа двойка може да генерира достатъчно количество студ за нормалната работа на почти всеки микропроцесор. И благодарение на малкия си размер, те са се научили да ги интегрират в корпуси на микросхеми, като по този начин осигуряват собствен вътрешен студен генератор.

Откритието на Jean-Charles Pelte беше огромен тласък за цялата индустрия за производство на мобилни хладилни агрегати. Днес свойството на термоелектрически елемент използвани в следните техники:

• преносими хладилници;
• автоклиматици;
• преносими охладители;
• камери, телескопи и много други.

Те се използват активно за охлаждане на микропроцесори и други електронни компоненти. В допълнение към директния охлаждащ ефект, мнозина започнаха да използват елемента на Пелтие като генератор. Пример за това какво може да бъде фенерче с 3 елемента.

Малко хора знаят, че за да осъществят радиовръзка с командването, войниците поставят специална тенджера на огъня и варят чай, приготвят каша и други битови предмети, като в същото време предават необходимата информация чрез преносима радиостанция.

Как да направите елемент на Пелтие със собствените си ръце?

Много хора се интересуват от въпроса какво е елемент на Пелтие със собствените си ръце, как да го направите у дома? Това ще изисква високо прецизно дозирано добавяне на различни вещества и материали. Невъзможно е да се направи такова устройство у дома, тъй като това изисква технология и необходимите методи за обработка на метала. Освен това в същите лаборатории се изискват особено чисти материали, което е невъзможно да се постигне у дома. Следователно въпросът как да се направи термоелектрически модул на Пелтие може да се отговори недвусмислено. Няма начин. Но за изграждането на ефективна система за охлаждане съществуващите умения са напълно достатъчни.

Изработване на елемент на Пелтие от диоди

Има мнение какво може да се направи диоден термоелектрически модул. Факт е, че всяка двойка различни полупроводници е два материала с p и n проводимост. А диодът е точно това. За да се открият промени в проводимостта при нагряване, е необходимо да се изберат определени елементи. Но никакви диоди няма да помогнат за получаване на ниска температура на повърхността на устройството. При подаване на голям ток може да се постигне само нагряване.

Радиолюбителите използват диоди с ниска мощност в стъклена кутия като температурен сензор. Когато са свързани в обратна посока и се затоплят, кръстовището започва да се отваря и пропуска ток в обратна посока. Но няма да генерира електричество.

Как работи елементът Pelte?

Термоелектрическият модул на Пелтие в опростена форма е двойка плочи, изработени от различни метали, които могат да бъдат бисмут, антимон, телур или селен. Между тях има двойка полупроводници от n- и p-тип с различна проводимост. Всички образувани от различни метали термоелектрични двойкисвързани последователно в една верига. Резултатът е нещо като матрица от голям брой отделни термодвойки, разположени между две керамични плочи.

Термоелектрическият модул, образуван от термодвойки, се произвежда в единичен корпус с малки размери. Когато са свързани последователно или паралелно, е възможно да се подобри охлаждащият ефект или да се генерира електрическа енергия. В по-хладен режим положителният извод на матрицата е свързан към първата двойка с проводник от n-тип, отрицателният контакт е свързан към проводници от тип p. Като външни облицовки се използва специална керамика от алуминиев оксид и нитрид. Това гарантира най-добрия топлопренос от двете страни както при високи, така и при ниски температури.

Брой термодвойки в модулане е ограничен от нищо и може да бъде до няколкостотин. Колкото повече са, толкова по-добре се усеща охлаждащият ефект. За да се увеличи ефективността на елемента на Пелтие, към студената му страна е прикрепен радиатор с най-голяма топлообменна площ. Разликата в температурата между плочите трябва да бъде най-малко две десетки градуса.

При подаване на напрежение към плочите едната страна става гореща, а другата студена. Когато полярността на захранващото напрежение се промени, температурата на плочите се променя.

Като се има предвид сложността и технологичността, не е възможно да направите термоелектрически елемент със собствените си ръце. Но все пак има занаятчии, които предлагат своите разработки. Ефектът се наблюдава, но е невъзможно да се постигне повишаване на ефективността без специална изследователска лаборатория. Можете дори да намерите видеоклип по тази тема с насоки стъпка по стъпка.

Характеристики на елемента на Пелтие

Към характеристиките елемент на базата на биметални двойкитрябва да включва:

Показване на формула

Ефектът на Пелтие включва протичане на ток през контакта на два метала с различна проводимост. В резултат на това се отделя топлина или студ, което зависи от посоката на протичане на тока.

Във формулен израз ефектът на Пелтие може да бъде изобразен:

Q p=P12 j, където P12 е коефициентът на Пелтие. Индикаторът зависи от вида на използвания метал и неговите термоелектрични свойства.

В допълнение към предимствата, устройството има и някои недостатъци, които включват:

Ниска ефективност. За да се получи значителна температурна разлика, е необходимо да се подаде достатъчно голям ток към плочите.

За ефективно отстраняване на топлинната енергия е необходимо да се осигури радиатор.

Генераторен режим на елемента на Пелтие

Откритието на Жак-Чарлз Пелтие буквално обърна света с главата надолу, тъй като устройството може да се използва като универсален генератор на топлина и студ. В допълнение към тези функции беше отбелязан още един важен ефект - режимът на генератор. Ако топлата страна на устройството се нагрява и студената страна се охлажда, тогава на клемите възниква потенциална разлика и когато веригата е затворена, токът започва да тече.

Генератор на базата на елемент на ПелтиеМожете да го направите сами и не изисква специални умения. Но трябва да разберете, че материалът, използван от китайските разработчици, няма идеални характеристики, които им позволяват да получат максимална енергия. Наличните термоелектрически модули в продажба са достатъчни за:

• зареждане на мобилни устройства;
• захранване за LED осветление;
• производство на автономен радиоприемник и други цели.

Можете да намерите много видеоклипове по тази тема с подробно описание на всички етапи. Следователно, ако искате да направите термоелектрически модул за генериране на енергия, тогава това е напълно възможно.

Първата стъпка е да поръчате необходимия брой елементи на Пелтие, като вземете предвид техните характеристики. Устройство с мощност 10 W на същия e-Bay струва $15. И това ще бъде напълно достатъчно за зареждане на смартфони. След това е необходимо да се осигури ефективно отвеждане на топлината. За тези цели можете да проектирате система за течно охлаждане с естествена циркулация. И загрейте горещата страна с всеки източник на топлина, включително открит огън. Като резултат всеки радиолюбителможе сам да направи отличен термоелектрически генератор, който можете да вземете със себе си на поход, риболов или в страната.

Една стандартна клетка произвежда 5 V и 1 W мощност, което е достатъчно за малко осветление. Например за направата на фенерче, нагрявано от топлината на ръцете ви. Предлагат се за продажба и готови елементи с изходно напрежение до 12 V.

Преносима термоелектрическа печка с генераторен режим

Днес можете да намерите много начини да направите доста ефективен термоелектрически генератор на базата на елемент на Пелтие със собствените си ръце. Като един от тях - преносима печка с каминаот старо компютърно захранване. Самият термоелектрически елемент Пелтие е прикрепен към една от страните на корпуса чрез термопаста с радиатор с внушителни размери. Тази инсталация ще ви позволи да получавате топлина на всяко удобно място, да готвите храна и да зареждате телефона си.

Много нови електротехници се интересуват от един много популярен въпрос - как да направят електричеството безплатно и в същото време автономно. Много често, например, когато излизате сред природата, има катастрофална липса на контакт, за да презаредите телефона или да включите лампа. В този случай ще ви помогне домашен термоелектрически модул, сглобен на базата на елемент на Пелтие. С помощта на такова устройство можете да генерирате ток с напрежение до 5 волта, което е напълно достатъчно за зареждане на устройството и свързване на лампа. След това ще ви кажем как да направите термоелектрически генератор със собствените си ръце, предоставяйки прост майсторски клас в снимки и с видео пример!

Накратко за принципа на работа

За да разберете в бъдеще защо са необходими определени резервни части при сглобяването на домашен термоелектрически генератор, нека първо да поговорим за структурата на елемента на Пелтие и как работи. Този модул се състои от последователно свързани термодвойки, разположени между керамични плочи, както е показано на снимката по-долу.

Когато електрически ток преминава през такава верига, възниква така нареченият ефект на Пелтие - едната страна на модула се нагрява, а другата се охлажда. Защо имаме нужда от това? Всичко е много просто, ако действате в обратен ред: загрейте едната страна на плочата и охладете другата, съответно можете да генерирате електричество с ниско напрежение и ток. Надяваме се, че на този етап всичко е ясно, затова преминаваме към майсторски класове, които ясно ще покажат какво и как да направите термоелектрически генератор със собствените си ръце.

Майсторски клас по сглобяване

И така, намерихме в интернет много подробни и в същото време прости инструкции за сглобяване на домашен генератор на електричество на базата на пещ и елемент на Пелтие. За да започнете, трябва да подготвите следните материали:

• Самият елемент на Пелтие с параметри: максимален ток 10 A, напрежение 15 V, размери 40 * 40 * 3,4 mm. Маркировка – TEC 1-12710.
• Старо захранване от компютър (нужен е само корпуса от него).
• Стабилизатор на напрежение със следните технически характеристики: входно напрежение 1-5 волта, изходно напрежение – 5 волта. Тази инструкция за сглобяване на термоелектрически генератор използва модул с USB изход, който ще опрости процеса на презареждане на модерен телефон или таблет.
• Радиатор. Можете да го вземете от процесора веднага с охладител, както е показано на снимката.
• Термична паста.

След като подготвите всички материали, можете да продължите сами да правите устройството. Така че, за да ви стане по-ясно как сами да направите генератор, ние предоставяме стъпка по стъпка майсторски клас със снимки и подробно обяснение:

Термоелектрическият генератор работи по следния начин: поставяте дърва в пещта, запалвате ги и изчаквате няколко минути, докато едната страна на плочата се загрее. За да презаредите телефона, е необходимо разликата между температурите на различните страни да е около 100 o C. Ако охладителната част (радиатора) се нагорещи, тя трябва да се охлади по всички възможни начини – полейте леко с вода, поставете чаша лед върху него и т.н.

И ето видео, което ясно показва как работи домашен електрически генератор на дърва:

Генериране на електричество от огън

Можете също да инсталирате компютърен вентилатор от студената страна, както е показано във втората версия на домашен термоелектрически генератор с елемент на Пелтие:

В този случай охладителят ще използва малка част от мощността на генераторния комплект, но получената система ще бъде по-ефективна. Освен за зареждане на телефона, модулът Пелтие може да се използва като източник на електричество за светодиоди, което е също толкова полезна опция за използване на генератор. Между другото, втората версия на домашен термоелектрически генератор е малко подобна на външен вид и дизайн. Единственият ъпгрейд, освен охладителната система, е възможността за регулиране на височината на така наречената горелка. За да направи това, авторът на елемента използва „тялото“ на CD-ROM (една от снимките ясно показва как можете сами да направите дизайна).

Ако направите термоелектрически генератор със собствените си ръце по този метод, можете да имате до 8 волта напрежение на изхода, така че за да заредите телефона си, не забравяйте да свържете преобразувател, който ще остави само 5 V на изхода.

Е, последната версия на домашен източник на енергия за дома може да бъде представена със следната диаграма: елемент - две алуминиеви „тухли“, медна тръба (водно охлаждане) и горелка. Резултатът е ефективен генератор, който ви позволява да създавате безплатно електричество у дома!

С помощта на прости устройства можете да използвате топлинните загуби от нагряване на въздух или течности. В тази статия ще ви разкажем как да използвате отпадъчната енергия от печки, котли и открит огън, превръщайки я в постоянен електрически ток с ниска сила.

Всеки химичен процес протича с отделянето на различни видове енергия. Такъв мощен източник като горене е бил използван по всяко време. Може да се нарече основен източник на топлина и светлина. Почти всички вещества на Земята горят, отделяйки топлина и светлина в различни количества. Преобразуването на топлинна енергия в електрическа не е трудно, ако имате под ръка работеща парна турбина, подобна на инсталираните в топлоелектрическите централи. Това е обемисто и сложно устройство, което едва ли ще намери място в котелното помещение на селска къща. Ще се опитаме да се възползваме от топлината, генерирана от отоплението на печки или подгряване на вода.

Ефектът на Пелтие е явление на температурна разлика, когато термодвойки от два различни вида проводници (p-тип и n-тип) взаимодействат, когато през тях преминава постоянен ток. Ефектът на Зеебек е следствие от ефекта на Пелтие, когато при нагряване на една от термодвойките се генерира електрически ток. Няма да описваме подробно термодинамиката на процеса - тази трудна за разбиране информация може лесно да се намери в справочната литература. Интересуваме се от резултата и възможностите за практическото му използване.

Дизайн на термоелектрически модул

Термоелектрическият модул (TEM) се състои от много термодвойки, свързани помежду си с медна плоча. Полето на термодвойката е залепено между две керамични плочи. Сглобяването на такъв модул е ​​възможно само във фабрична среда. Но можете също така да сглобите няколко ТЕМ за вашите собствени нужди у дома. Елементите на Peltier-Seebeck се предлагат за свободна продажба в специализирани магазини (и на уебсайтове) за продажба на технологично оборудване.

Сглобяване на 5 V ТЕМ

Какво ще ви трябва:

• Модул Пелтие TEC1-12705 (40x40) - 2 бр.;
• усилващ преобразувател на постоянно напрежение EK-1674;
• дуралуминиев лист с дебелина 3 мм;
• съд за вода с идеално плоско дъно (черпак);
• горещо лепило;
• поялник

Изрязахме две еднакви плочи от лист дуралуминий, малко по-големи от два модула, разположени един до друг. Укрепваме плочите върху модулите от двете страни с горещо лепило. Фиксираме (с горещо лепило) получения „сандвич“ към дъното на черпака. Този дизайн вече може да бъде запален, но на изхода ще получим безполезни 1,5 V. За да подобрим производителността, се нуждаем от усилващ преобразувател, който запояваме във веригата. Той ще увеличи напрежението до 5 V и това вече е достатъчно за зареждане на мобилен телефон.

внимание! Конверторът е с размери 1,5х1,5 см. Ако нямате професионални умения, поверете запояването на специалист.

Температурната разлика в нашия дизайн се получава чрез нагряване на едната страна (от пещта или пламъка) и охлаждане на другата (вода в черпака). Разбира се, колкото по-голяма е разликата, толкова по-ефективен е модулът. Следователно, за да работите в режим на микрогенератор, ще ви е необходима относително ниска температура на водата в черпака (по-добре е периодично да го сменяте). За да генерирате заветните 5 V, е достатъчно да поставите конструкцията върху чаша с горяща свещ.

Чрез пропорционално комбиниране на повече модули, ние получаваме по-ефективна система за генериране на енергия. Съответно, увеличавайки структурата, пропорционално увеличаваме топлообменника. В този случай повърхността, която трябва да се охлади, трябва да бъде напълно покрита с контейнер с вода (най-простият и достъпен вариант).

Всичко е толкова просто, че веднага изпитвате желание да съберете повече модули в една система и да генерирате 220 V от огъня. И след това свържете масления нагревател или климатика. Такава проста система има своите недостатъци, а основният е ниската ефективност. Обикновено тази цифра не надвишава 5%. Това води до относително нисък ток от 0,5 - 0,8 A и много ниска мощност - до 4 W.

За помпа или лампа с нажежаема жичка това е незначително, но напълно достатъчно за:

• зареждане на батерии до батерии за мотоциклети (във варианти, пропорционални на изискванията);
• работа на светодиодни (LED) лампи;
• радио приемник

През зимата система, поставена на източник на топлина, разположен отвън, ще работи възможно най-ефективно.

Материални разходи за сглобяване на 5V термоелектрически микрогенератор:

*- този модел елемент е избран поради цена. Гамата от ТЕМ от компании доставчици е доста широка, което ви позволява да изберете по-продуктивни (до 8 V) модели (те са значително по-скъпи).

Фабрично произведените продукти от този дизайн едва започват да се появяват в продажба. Серийното производство се извършва в малки партиди, а гамата е малка. Цената на такава „кофа“ започва от 2500 рубли.

Фабричният термичен генератор е устройство, базирано на ефекта на Пелтие-Зеебек, което може да бъде прикрепено директно към нагрята повърхност. Отличава се от гореописания дизайн с фабричното си изпълнение (и следователно надеждност), липсата на течен топлообменник (вместо него има ребра за въздушно охлаждане) и по-високата цена.

Стандартният "пътуващ" термогенератор има следните характеристики:

Както може да се види от таблицата, фабричната надеждност и полезност не са евтини. Не може обаче да се каже, че функционално превъзхожда домашната версия с кофа. Внушителните 13,5 V ще ускорят зареждането на вашия мобилен телефон, но за целта ще трябва да носите 2 кг тежест със себе си на поход, а това е непозволен лукс (предвид размера на устройството). И, разбира се, цената ви кара да се замислите. С тази сума можете да сглобите не „термочерпак“, а „термо тиган“ и лесно да заредите вашия лаптоп. И още един нюанс - устройството все още изисква закрепване към метална плоча, ако се използва открит огън.

Като цяло това е приятно и удобно допълнение за тези, които нямат проблеми с парите и свободното място в багажника.

Енергийна пещ

Днес енергийната пещ е апотеозът на използването на ТЕМ в ежедневието. Това е фабрично изделие, по същество камина тип „буржуйка“ за всякакъв вид твърдо гориво с вграден термоелектрически модул. Идеален вариант за ловни хижи, летни къщи, отдалечени зимни квартири и изобщо всякакъв вид живот далеч от цивилизацията. Проектиран за автономна употреба (без периферни радиатори), има само огнище и комин. Включва приготвяне на храна. Най-мощните елементи на Peltier-Seebeck са инсталирани на тази пещ.

Характеристики на енергийните пещи:

Въпреки че печката е преносима, тя със сигурност е „супер тежка категория“ сред домакинските уреди. Обхватът на задачите на енергийната пещ обаче е доста широк - тя може дори да зарежда акумулатори на автомобили и да осветява цели стаи с LED лампи. Има място за него в експедиционен конвой и в ловен всъдеход, в техническо помещение и в дачата. С други думи, в този случай ние винаги имаме източника на топлина с нас, всичко, което трябва да направим, е да намерим гориво.

В своята ниша енергийната пещ е незаменима, въпреки че срокът на експлоатация, обявен от производителя, е малко тревожен - 10 години. Трябва да се отбележи, че както при термогенератора, има възможност за превантивна (или аварийна) подмяна на всички части до корпуса.

Термоелектрическите модули са изключително интересни обекти. В допълнение към описаните начини на приложение, те се използват и за вода и климатизация. В същото време към същия елемент се подава постоянен ток и той работи „в обратна посока“ - охлажда въздуха. Тази технология се използва успешно в автомобилните климатици и охладители за вода, в автомобилната индустрия и в производството на микропроцесори. Ще опишем тези устройства в следващата статия.

Виталий Долбинов, rmnt.ru

През 1834 г. френският физик Жан Шарл Пелтие, докато изучава ефекта на електричеството върху проводниците, открива много интересен ефект. Ако прекарате ток през два различни проводника, разположени в непосредствена близост един до друг, тогава един от тези проводници започва да се нагрява много, а вторият, напротив, започва да се охлажда много. Количеството генерирана и абсорбирана топлина зависи пряко от силата и посоката на електрическия ток. Ако промените посоката на тока, студената и горещата страна ще сменят местата си. Малко по-късно това явление беше наречено ефект на Пелтие и беше удобно забравено поради практическата му липса на търсене по това време.

И само след повече от сто години, с възхода на ерата на полупроводниците, има спешна нужда от компактни, евтини и ефективни охладители. Така през 60-те години на 20 век се появяват първите полупроводникови термоелектрически модули, които се наричат ​​елементи на Пелтие.

Основата на всеки термоелектрически модул е ​​фактът, че различните проводници имат различни нива на енергия на електроните. С други думи, единият проводник може да бъде представен като област с висока енергия, а вторият проводник като област с ниска енергия. Когато два проводящи материала влязат в контакт, докато през тях преминава електрически ток, електрон от област с ниска енергия трябва да се премести в област с висока енергия.

Това няма да се случи, ако електронът не придобие необходимото количество енергия. В момента, в който тази енергия се абсорбира от електрона, контактната точка между двата проводника се охлажда. Ако промените посоката на протичане на тока, напротив, ще възникне ефектът на нагряване на контактната точка.

Могат да се използват всякакви проводници, но този ефект става физически забележим и значим само когато се използват полупроводници. Например, когато металите влизат в контакт, ефектът на Пелтие е толкова незначителен, че практически не се забелязва на фона на омично нагряване.

Термоелектрическият модул (ТЕМ), независимо от неговия размер и място на приложение, се състои от различен брой така наречени термодвойки. Термодвойка е самият градивен елемент, от който е изградена всяка ТЕМ. Състои се от два полупроводника с различен тип проводимост. Както е известно, има два вида проводимост p и n тип. Съответно има два вида полупроводници. Тези два различни елемента са свързани в термодвойка с помощта на меден мост. Като полупроводници се използват соли на метали като бисмут, телур, селен или антимон.

ТЕМ е набор от подобни термодвойки, свързани една към друга последователно. Всички термодвойки са разположени между две керамични плочи. Плоча на Пелтие. Плочите са изработени от алуминиев нитрид или алуминиев оксид. Броят на термодвойките в един елемент може да варира в много широки граници, от няколко броя до няколко стотици или хиляди.

С други думи, елементите на Пелтие могат да бъдат с абсолютно всяка мощност, от стотни до няколкостотин или хиляди вата. Постоянният ток преминава последователно през всички термодвойки и в резултат на това горната керамична плоча се охлажда, а долната, напротив, се нагрява. Ако промените посоката на тока, плочите ще сменят местата си, горната ще започне да се нагрява, а долната ще започне да се охлажда.

Има една функция в работата на елемента, която се използва активно за подобряване на ефективността на охлаждане на това устройство. Както е известно, когато ток преминава през елемент на Пелтие, възниква температурна разлика между повърхността, която се нагрява, и повърхността, която се охлажда. Така че, ако повърхността, която активно се нагрява, е подложена на принудително охлаждане. Например, използвайки специален охладител, това ще доведе до още по-силно охлаждане на повърхността, тоест тази, която се охлажда. В този случай температурната разлика с околния въздух може да достигне няколко десетки градуса.

Предимства и недостатъци

Като всяко техническо устройство, термоелектрически модул има своите предимства и недостатъци:

Проблемът за повишаване на ефективността на ТЕМ почива върху технически пъзел, който засега е неразрешим. Свободните електрони всъщност имат двойствена природа, която се проявява на практика и те са едновременно носители както на електрически ток, така и на топлинна енергия. Като следствие, високоефективен елемент на Пелтие трябва да бъде направен от материал, който едновременно има две взаимно изключващи се свойства. Този материал трябва да провежда добре електричеството и да провежда лошо топлината. Засега такъв материал не съществува в природата, но учените работят активно в тази посока.

Всички термоелектрически модули имат съответните технически характеристики:

Приложение на ТЕМ

Въпреки сериозния недостатък, присъщ на всички елементи на Пелтие без изключение, а именно много ниска ефективност, тези устройства са намерили доста широко приложение както в науката и технологиите, така и в ежедневието.

Термоелектрическите модули са важни конструктивни елементи на такива устройства като:

Елемент Пелтие в ръцете на домашен майстор

Веднага трябва да направим резервация: да направите сами термоелектрически елемент е, най-малкото, безсмислена задача и ненужна за никого. Освен ако производителят не е ученик в седми клас и така затвърдява знанията, придобити в часовете по физика.

Много по-лесен за закупуване нов термоелектрически елементв съответния магазин. За щастие те са евтини и няма недостиг на избор за конкретен модел. И освен, че в тях няма какво да се счупи или износи, всеки термоелемент, свален от стар компютър или автомобилен климатик, няма да се различава по технически характеристики от новия.

Най-популярният модел термоелемент е TEC1-12706. Размерите на това устройство са 40 на 40 милиметра. Състои се от 127 последователно свързани помежду си термодвойки. Проектиран за ток от 5 A, с напрежение на веригата от 12 V. Такъв елемент струва средно от 200 до 300 рубли. Но можете да го намерите за сто, или като цяло, за това, ако го премахнете от стар компютър или друго ненужно устройство.

Използвайки такъв елемент, можете да направите поне две много интересни и полезни устройства за вашето домакинство.

Как да направите хладилник със собствените си ръце

Производството на преносими хладилници, в частност за автомобили, се основава изцяло на ефекта на Пелтие. За да направите такова устройство у дома, ще ви трябва:

• Термодвойка марка TEC1-12706. Струва 200 рубли в най-близкия магазин (специализиран).
• Радиатор и вентилатор. Премахват се от стар компютър, който е служил на предназначението си.
• Контейнер. Всеки ненужен контейнер от пластмаса, метал или дърво. Отвън и отвътре такъв контейнер е покрит с топлоспестяващи плочи от полистиролова пяна или експандиран полистирол.

Термоелектрическият модул е ​​вграден в капака на контейнера. В този случай потокът от студ ще се появи отгоре надолу, което ще доведе до равномерно охлаждане на контейнера. От вътрешната страна на контейнера към капака му е прикрепен радиатор с термопаста и монтажни болтове.

За да увеличите мощността на бъдещо хладилно устройство, можете да увеличите броя на термоелементите до два или три или повече. В този случай модулите са залепени един към друг, като се спазва полярността. С други думи, горещата страна на долния елемент е в контакт със студената страна на горния.

Друг радиатор е прикрепен към външната страна на капака заедно с компютърен охладител. На мястото на монтиране на радиаторите трябва да има добра топлоизолация между студената - вътрешна и топлата - външна страна. Необходимо е много внимателно да затегнете горния и долния радиатор със закрепващи болтове, така че разположените между тях керамични плочи и термоелементи да не се напукат.

Електричеството се свързва с помощта на захранване, което може да се вземе от стар компютър.

Преносим термоелектрически генератор

Такава мини електростанция може да бъде от голяма полза за турист или ловец, когато батериите на всички електронни джаджи се изтощят в гората. В тази ситуация е много романтично да вземете няколко сухи дървени стърготини и шишарки, да запалите малък огън и да го използвате, за да заредите изтощените батерии и в същото време да сготвите нещо за ядене. Точно това ви позволява преносим термогенератор, изграден върху термоелемент.

За да създадете това чудо устройство, имате нужда от преносима лагерна печка, която работи с всякакъв вид гориво. В краен случай дори малка свещ или таблетка сух алкохол ще свърши работа.

В печката се запалва огън и към него отвън с термопаста се закрепва термоелектрически модул. Той е свързан чрез проводници към преобразувател на напрежение.

Размерът на получения ток ще зависи пряко от температурната разлика между студената и горещата страна на термоелемента. За ефективна работа е необходима разлика между студени и горещи повърхности от поне 100 градуса.

В този случай е необходимо да се разбере, че максималната температура е ограничена от температурата на топене на спойката, с която е направен самият модул. Следователно за такива устройства се използват специални термични модули, които са направени с помощта на специална огнеупорна спойка. При конвенционалните модули температурата на топене на спойката е 150 градуса. В огнеупорните модули спойката започва да се топи при температура от 300 градуса.

Елементът на Пелтие обикновено се нарича преобразувател, който може да работи от температурна разлика. Това се случва чрез преминаване на електрически ток през проводници през контакти. За целта в елементите са предвидени специални пластини. Топлината преминава от едната страна към другата.

Днес тази технология е търсена предимно поради значителната си мощност на топлопредаване. Освен това устройствата могат да се похвалят с компактност. Радиаторите, инсталирани на много модели, са слаби. Това се дължи на факта, че топлинният поток се охлажда доста бързо. В резултат на това желаната температура се поддържа постоянно.

Този елемент няма движещи се части. Устройствата работят абсолютно безшумно и това е определено предимство. Трябва също така да се каже, че те могат да се използват много дълго време и авариите се случват изключително рядко. Най-простият тип се състои от медни проводници с контакти и свързващи проводници. Освен това има изолатор от страната на охлаждането. Обикновено се прави от керамика или

Защо са необходими елементи на Пелтие?

Елементите на Пелтие се използват най-често за направата на хладилници. Обикновено говорим за компактни модели, които могат да се използват например от шофьори на пътя. Това обаче не е краят на набора от приложения на устройствата. Напоследък елементите на Peltier са активно инсталирани в звуково и акустично оборудване. Там те могат да изпълняват функциите на охладител.

В резултат на това усилвателят на устройството се охлажда без никакъв шум. За преносимите компресори елементите на Пелтие са незаменими. Ако говорим за научната индустрия, учените използват тези устройства за охлаждане на лазера. В този случай е възможно да се постигне значително стабилизиране на вълната на изследване на светодиодите.

Недостатъци на моделите на Пелтие

Изглежда, че такова просто и ефективно устройство няма недостатъци, но има някои. На първо място, експертите веднага отбелязаха ниския капацитет на проникване на модула. Това предполага, че човек ще има определени проблеми, ако иска да охлади устройство, което работи от мрежа с напрежение 400 V. В този случай специална диелектрична паста частично ще помогне за решаването на този проблем. Въпреки това, текущата разбивка все още ще бъде висока и намотката на елемента на Пелтие може да не издържи.

Освен това тези модели не се препоръчват за използване в прецизна електроника. Тъй като дизайнът на елемента съдържа метални пластини, чувствителността на транзисторите може да бъде нарушена. Последният недостатък на елемента на Пелтие е ниската ефективност. Тези устройства не са в състояние да постигнат значителна температурна разлика.

Модул за регулатор

Да направите елемент на Пелтие за регулатор със собствените си ръце е доста проста. За да направите това, трябва предварително да подготвите две метални пластини, както и окабеляване с контакти. Първо се подготвят проводници за монтаж, които ще бъдат разположени в основата. Обикновено те се купуват с маркировка "PP".

Освен това, за нормален контрол на температурата, трябва да се осигурят полупроводници на изхода. Те са необходими за бързо прехвърляне на топлина към горната плоча. За да инсталирате всички елементи, трябва да използвате поялник. За да завършите елемента на Пелтие със собствените си ръце, накрая свържете два проводника. Първият е монтиран в долната основа и фиксиран към най-външния проводник. Трябва да се избягва контакт с плочата.

След това прикрепете втория проводник в горната част. Фиксирането се извършва и към най-външния елемент. За да се провери функционалността на устройството, се използва тестер. За да направите това, трябва да свържете два проводника към устройството. В резултат на това отклонението на напрежението трябва да бъде приблизително 23 V. В тази ситуация много зависи от мощността на регулатора.

Хладилници с термистор

Как да направите елемент на Пелтие със собствените си ръце за хладилник с термистор? Отговаряйки на този въпрос, важно е да се отбележи, че чиниите за него са избрани изключително от керамика. В този случай се използват около 20 проводника. Това е необходимо, за да бъде температурната разлика по-висока. Можете да го увеличите до 70%. В този случай е важно да се изчисли

Това може да стане въз основа на мощността на оборудването. Хладилник с течен фреон е идеален в този случай. Самият елемент на Пелтие е монтиран в близост до изпарителя, който се намира до двигателя. За да го инсталирате, ще ви е необходим стандартен набор от инструменти, както и уплътнения. Те са необходими, за да предпазят модела от стартовото реле. Така охлаждането на долната част на устройството ще се случи много по-бързо.

За да постигнете температурна разлика (ефект на Пелтие) със собствените си ръце, може да ви трябват поне 16 проводника. Основното нещо е да изолирате надеждно проводниците, които ще бъдат свързани към компресора. За да направите всичко правилно, първо трябва да изключите сушилнята на хладилника. Едва след това е възможно да свържете всички контакти. След като инсталацията приключи, границата на напрежението трябва да се провери с помощта на тестер. Ако елементът не работи, термостатът е първият, който страда. В някои случаи се среща

Модел за хладилник 15 V

Можете да направите хладилник Peltier със собствените си ръце с малки модули.Модулите са прикрепени главно в близост до радиаторите. За да ги закрепят здраво, експертите използват ъгли. Елементът не трябва да се опира на филтъра и това трябва да се вземе предвид.

За да завършите термоелектрическия модул на Peltier със собствените си ръце, долната плоча е избрана главно от неръждаема стомана. Проводниците, като правило, се използват с маркировка "PR20". Издържат на максимално натоварване от 3 А. Максималното температурно отклонение може да достигне 10 градуса. В този случай ефективността може да бъде 75%.

Пелтие елементи в 24 V хладилници

Използвайки елемент на Пелтие, можете да направите хладилник със собствените си ръце само от проводници с добро уплътнение. В същото време те трябва да бъдат подредени на три реда за охлаждане. Работният ток в системата трябва да се поддържа на 4 A. Можете да го проверите с помощта на конвенционален тестер.

Ако използвате керамични плочи за елемента, максималното температурно отклонение може да се постигне при 15 градуса. Проводниците към кондензатора се монтират само след поставяне на уплътнението. Можете да го прикрепите към стената на устройството по различни начини. Основното в тази ситуация е да не използвате лепило, което е чувствително към температури над 30 градуса.

Пелтие елемент за автомобилен охладител

За да направите висококачествен автохладилник със собствените си ръце, се избира модул (модул) на Пелтие с плоча с дебелина не повече от 1,1 mm. Най-добре е да използвате немодулни проводници. За работа ще са необходими и медни проводници. Техният капацитет трябва да бъде най-малко 4А.

Така максималното температурно отклонение ще достигне 10 градуса, това се счита за нормално. Най-често се използват проводници с маркировка "PR20". Напоследък се показват като по-стабилни. Подходящи са и за различни контакти. За свързване на устройството към кондензатора се използва поялник. Висококачественият монтаж е възможен само върху уплътнението на релейния блок. Разликите в този случай ще бъдат минимални.

Как да си направим елемент за охладител за питейна вода?

Направи си сам модул (елемент) на Пелтие за охладител е доста прост. Важно е да изберете само керамични чинии за него. В устройството се използват най-малко 12 проводника, така че съпротивлението ще се поддържа високо. Свързването на елементи обикновено се извършва чрез запояване. Трябва да има два проводника за свързване към устройството. Елементът трябва да бъде прикрепен към дъното на охладителя. В този случай той може да влезе в контакт с капака на устройството. За да се елиминират случаите на късо съединение, е важно да се фиксират всички кабели към мрежата или корпуса.

Климатици

Модулът (елемент) на Peltier е направен със собствени ръце за климатик само с проводници от клас "PR12". Те са избрани за тази задача най-вече защото се справят добре с ниски температури. Най-много моделът може да генерира напрежение от 23 V. Индикаторът за съпротивление ще бъде на ниво от 3 ома. Температурната разлика достига максимум 10 градуса, а ефективността е 65%. Проводниците могат да се полагат само в един ред между листовете.

Производство на генератори

Можете да направите генератор с помощта на модул (елемент) на Пелтие със собствените си ръце. Производителността на устройството ще се увеличи с общо 10%. Това се постига благодарение на по-доброто охлаждане на двигателя. Устройството може да издържи максимално натоварване от 30 A. Поради големия брой проводници съпротивлението може да бъде 4 ома. Температурното отклонение в системата е приблизително 13 градуса. Модулът е прикрепен директно към ротора. За да направите това, първо трябва да изключите централния вал. В много случаи статорът не пречи. За да се предотврати нагряването на намотката на ротора от индуктора, се използват керамични плочи.

Охлаждане на видео карта на компютър

За да охладите видеокартата, трябва да подготвите поне 14 проводника. Най-добре е да изберете медни модели. Техният коефициент на топлопроводимост е доста висок. За свързване на устройството към платката се използват кабели от немодулен тип. Моделът се монтира в близост до охладителя на видеокартата. За да го закрепите, обикновено се използват малки.

За да ги поправите, можете да използвате обикновени ядки. Появата на прекомерен шум по време на работа показва, че устройството не работи правилно. В този случай е необходимо да се провери целостта на окабеляването. Също така трябва да проверите проводниците.

Пелтие елемент за климатик

За да направите висококачествен елемент на Peltier със собствените си ръце за климатик, се използват двойни плочи. Минималната им дебелина трябва да бъде най-малко 1 mm. В този случай можете да се надявате на температурно отклонение от 15 градуса. След оборудване на модулите, производителността на климатиците се увеличава средно с 20%. Много в тази ситуация зависи от температурата на околната среда. Трябва да се вземе предвид и стабилността на мрежовото напрежение. При незначителни смущения устройството може да издържи натоварване от приблизително 4 A.

При запояване на проводници те не трябва да се поставят твърде близо един до друг. За да завършите правилно модулите на Peltier със собствените си ръце, входните и изходните контакти трябва да бъдат инсталирани само на една от двете плочи. В този случай устройството ще бъде по-компактно. Сериозна грешка в тази ситуация би била свързването на модула директно към устройството. Това ще доведе до неизбежна повреда на елемента.

Инсталиране на модула на кондензатор

За да го инсталирате сами, е важно да оцените мощността на кондензатора. Ако не надвишава 20 V, тогава елементът трябва да се монтира с проводници, обозначени с "PR30" или "PR26". За да фиксирате модула (елемента) на Пелтие върху кондензатора със собствените си ръце, използвайте малки метални ъгли.

Най-добре е да ги инсталирате четири от всяка страна. По отношение на производителността, кондензаторът в крайна сметка може да добави плюс 10%. Ако говорим за топлинни загуби, те ще бъдат незначителни. Ефективността на устройството е средно 80%. Модулите не са предназначени за високоволтови кондензатори. В този случай дори голям брой проводници няма да помогнат.