nhiệt điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu

 Bình luận bài viết

Если измерить выделяющуюся теплоту при том или другом физическом процессе, то можно судить как о наличии процесса, так и об интенсивности его протекания. Оперировать электрическими величинами при этом несравненно удобнее.

Термоэлектрические датчики позволяют проводить измерения в широчайшем диапазоне температур - от активной зоны атомного котла до глубин космоса. По способу преобразования датчики можно разделить на группы. К одной группе относятся датчики, изменяющие свое омическое сопротивление от влияния теплоты. Это так называемые терморезисторы, или термисторы.

РТС-термисторы (Positive Temperature Coefficient) - полупроводниковые резисторы с положительным температурным коэффициентом. Они резко увеличивают свое сопротивление при превышении некоторой характеристической температуры и применяются в автомобильных сетях электропитания для защиты от бросков тока, как защита компрессоров холодильных установок, в качестве самовосстанавливающихся предохранителей и в ряде других случаев.

NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient) - полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом. Конструктивно они оформлены в виде дисков и применяются для температурной компенсации электронных цепей, ограничения пускового тока и пр. Кривая изменения сопротивления линейна лишь на некоторых участках изменения температуры, а диапазон рабочих температур - -40...+200°С.

В данной подгруппе следует особо выделить NTC-термисторы ТРА-1 и ТРА-2, выполненные на основе монокристаллов искусственного алмаза, которые отличаются долговременной стабильностью параметров и уникально малой тепловой инерционностью. Незначительные размеры (диаметр 1,2 мм) позволяют встраивать их, к примеру, в стержень паяльника. Диапазон рабочих температур - 80...600°К.

Датчики на основе термисторов энергозависимы, т.е. требуют наличия измерительного напряжения.

К другой обширной группе относятся термопары, т.е. термодатчики, в которых появляется ЭДС в месте контакта двух разнородных металлов (рис. 1). Датчики данного типа энергонезависимы, т.к. при нагревании места соединения появляющаяся термоЭДС вполне достаточна для измерений.

Hình 1

Если соединить два конца проводников из разнородных металлов и затем нагреть место спая, то на свободных концах можно наблюдать появление ЭДС. Величина контактной термоЭДС не зависит ни от площади контакта, ни от формы проводников, а определяется лишь тем, какие металлы соприкасаются и какова их температура. В практике применения термопар принято различать два соединения проводников - горячий и холодный спаи. Горячий спай - соединение, находящееся в зоне нагрева, а холодный - вне измеряемой зоны. В данном случае название холодный "спай" - чисто условное, т.к. электрическая цепь замыкается через импеданс цепи измерения (прибора). Если замкнуть оба конца холодного спая, то величина термоЭДС будет равна нулю. Аналогично, если нагреть равномерно оба спая, то возмущающие силы будут уравновешены электрическими. Величина ЭДС описывается простой формулой:

Е_Т= K_Т(Т1-Т2), (1)

nơi K_т - постоянный коэффициент.

Из формулы (1) следует, что термоЭДС пропорциональна разности температур разнородных металлов. Коэффициент пропорциональности К_T называется удельной термоЭДС, и его значения для сочетания различных металлов и их сплавов различны. Например, для соединения медь-константан К_T= 53 * 10^-3 мВ/°С, для соединения серебро-платина К_T= 12 * 10^-3 мВ/°С. Для получения контактной термоЭДС металлы следует соединять свариванием-сплавлением нейтральным (угольным) электродом (лучше в среде инертного газа или в вакууме, дабы исключить попадание в спай даже молекул постороннего вещества). Хорошие результаты дает соединение вакуумным напылением на нейтральную подложку из кварцевого стекла или керамики. Так что слово "спай" в этом случае - чисто условное.

В любительских условиях можно изготовить неплохую термопару, если сварить угольным электродом (напряжение не выше 36 В) две проволоки, сочетая медь, константан, нихром, фехраль, никелин и серебро. Можно применить проволочные стойки от электролампы.

Альтернативной заменой как термисторов, так и термопар могут явиться кремниевые диоды, причем развиваемая ими термоЭДС вполне достаточна для практического применения. Недостаток - большой разброс параметров и сложности в организации выводов.

В 30-х...50-х годах XX века было выпущено большое количество термоэлектрических генераторов, работавших от различного типа теплоносителей (керосиновой лампы, керогаза и даже костра). Термогенераторы были применены и на атомной электростанции. Интерес к их широкому использованию постепенно ослаб ввиду очень низкого КПД, в лучшем случае, едва достигавшего 3%. Правда, не так давно японские специалисты разработали генератор-браслет, работающий от тепла человеческого тела и питающий транзисторный приемник К сожалению, дешевые алкалиновые элементы и никель-кадмиевые аккумуляторы "закрыли" развитие термогенераторов.

Существует еще одно применение термоэлектричества, вернее, явления, открытого в 1834 году часовщиком Пельтье, обратившим внимание на температурные аномалии, возникавшие вблизи спая двух проводников из разнородных металлов при прохождении через них электрического тока. Позднее Э.Х.Ленцем была исследована и объяснена природа этого явления.

В опыте Ленца в углублении на стыке двух проводников из висмута и сурьмы помещалась капля воды, которая при прохождении тока в одном направлении замерзала, при другом - закипала. Явление, впервые обнаруженное Пельтье, получило название эффекта Пельтье, а термоэлектрические элементы, выполненные на этой основе - элементами Пельтье (рис. 2).

Hình 2

При изготовлении элементов наилучшие результаты были получены при соединении пар из полупроводниковых материалов: сернистого свинца, висмута, сурьмы, цинка. В элементах Пельтье процесс нагрева и охлаждения спаев можно рассматривать, как перенос тепла под влиянием приложенной ЭДС от одного спая к другому и как бы увеличения при этом теплопроводности проводников В элементах Пельтье существуют горячий и холодный спай, но напряжение подается в замкнутую цепь из разнородных металлов. Происходит разогрев горячего спая и охлаждение холодного, и чем интенсивнее отводится выделяющееся тепло, тем сильнее охлаждается холодный спай. При изменении полярности напряжения питания процесс также меняет знак, что может привести к разрушению элемента. Для получения значительного перепада температур нужен хороший теплоноситель для эффективного охлаждения горячего спая.

В настоящее время (по каталогу ЧИП-ДИП) предлагаются элементы Пельтье для охлаждения РЭА и иных целей, где КПД не играет существенной роли.

Văn chương

1. А.Ф Иоффе. Полупроводниковые термоэлементы. - РАН.
2. Б.С. Поздняков, Е.А. Коптелов. Термоэлектрическая энергетика. - Атомиздат, 1974 г.

Автор: И.Семенов, г.Дубна, Московской обл.

Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Xe trượt tuyết Taiga Motors 26.12.2021 Công ty Canada Taiga Motors đã phát hành ba mẫu xe trượt tuyết chạy điện đầu tiên. Loạt phim bao gồm mô hình núi Ekko, xe giao nhau Atlas và toa xe ga Nomad. Nhà sản xuất hứa hẹn sẽ có mô-men xoắn tức thì, hệ thống quản lý nhiệt cho hiệu suất pin tối ưu, cũng như hỗ trợ sạc nhanh từ trạm DC. Mô hình Ekko, giống như tất cả các mô hình khác, được cung cấp trong các phiên bản tiêu chuẩn và cao cấp. Tùy chọn đầu tiên liên quan đến động cơ điện 120 mã lực giúp xe tăng tốc lên 100 km / h trong 4,1 giây, và khả năng dự trữ năng lượng vào khoảng 98 km. Hệ thống treo trước và sau có hành trình lần lượt là 220 và 270 mm, có hệ thống thu hồi năng lượng phanh, có màn hình HD với bộ điều hướng và khả năng lưu cấu hình địa hình tùy chỉnh. Phiên bản cao cấp cung cấp động cơ 180 mã lực. và tăng tốc lên 100 km / h trong 3,3 giây. Phiên bản tiêu chuẩn của Atlas được trang bị động cơ 120 mã lực, giúp xe tăng tốc lên 100 km / h trong 3,7 giây (180 mã lực và 2,9 giây cho phiên bản mạnh mẽ), và một lần sạc đầy pin là đã đủ cho 140 km đường. Một điểm khác biệt quan trọng giữa mẫu xe này và mẫu xe trước là hành trình của hệ thống treo sau tăng lên 300 mm. Đối với việc vận chuyển hàng hóa trong chuỗi, mô hình Nomad được cung cấp. Ở phiên bản tiêu chuẩn, động cơ điện 90 mã lực cung cấp cho chiếc xe trượt tuyết có trọng tải 350 kg, phạm vi hoạt động 100 km sau mỗi lần sạc đầy pin. Ngoài ra còn có một phiên bản mạnh mẽ hơn với động cơ 120 mã lực. - ở đây khả năng chuyên chở là 510 kg với khả năng dự trữ năng lượng là 134 km. Tất cả ba mẫu đều có sẵn để đặt hàng trước với giá bắt đầu từ 15 đô la, với các đợt giao hàng đầu tiên bắt đầu từ đầu năm 000.

Tin tức thú vị khác:

▪ Cỏ dại làm nhiên liệu

▪ Băng đô thông minh MOOV HR

▪ Điốt Schottky mới từ VISHAY

▪ Tốc độ máy tính - 100 km / h

▪ Tiện ích Ring Pet Tag để tìm thú cưng

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Nhà, làm vườn, sở thích. Lựa chọn các bài viết

▪ bài viết Dán khung gỗ. Lời khuyên cho chủ nhà

▪ bài viết Clipper nổi tiếng Cutty Sark là gì? đáp án chi tiết

▪ Bài báo lửa trại. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài báo cắm trại electrostimulator. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ Điều Tứ Vương. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

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

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024