Работа данного устройства основана на термоэлектрическом явлении, известном как эффект Пельтье. Эффект Пельтье — термоэлектрическое явление, при котором происходит выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников.
Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, направления и силы протекающего электрического тока. Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Пельтье)
Термоэлектрический эффект можно пронаблюдать наглядно, собрав цепь из двух и более различных проводников, например нихрома и константана. Если в такой цепи имеется перепад температур, то в цепи потечет ток. От отдельного термоэлемента ток очень слаб и подходит только для демонстрации эффекта и измерения температуры.
Для того что бы повысить напряжение, выдаваемое таким источником надо объединить несколько элементов в батарею, и главное использовать материалы дающие возможно большую ЭДС и обладающие возможно меньшей теплопроводностью, что бы тепловая энергия от горячего контакта не грела холодный. Металлы и их сплавы плохо подходят по последнему параметру, но существуют специальные полупроводниковые материалы, используя которые можно получить значительный ток.
Эффект Пельтье обратим, поэтому можно использовать элемент Пельтье, как для получения электрической энергии от источника тепла, так и для создания перепада температур. В последнем случае термобатарею можно использовать как холодильник для лучшего охлаждения элементов компьютера с большим тепловыделением.
Данный элемент Пельтье был приобретен на Aliexpress.com всего за 2 доллара.
Как понимает автор штатное применение такого элемента Пельтье – это дополнительное охлаждение сильно нагревающейся микросхемы. Устройство представляет собой пластину размером 40 х 40 мм, толщиной около 4 мм и массой 19 г вместе с соединительными проводами.
Характеристики элемента Пельтье tec1 12706
По заявлению продавца, элемент работоспособен в диапазоне напряжений питания от 0 до 15 В. При этом, следует заметить, что устройство потребляет весьма значительный ток от 0,5 А при напряжении питания 2,5 В, до 2,1 А при напряжении 12 В.
Подключение и испытание
При подключении элемента к источнику тока одна из поверхностей (в зависимости от полярности питания) начнет интенсивно нагреваться, а другая быстро остывать. Чем выше напряжение питания и чем, соответственно, выше потребляемая мощность, тем больший перепад температур может обеспечить устройство. При этом законы термодинамики, разумеется, никто не отменял.
Модель tec1 12706 отлично иллюстрирует принцип тепловой машины, которая, затрачивает энергию внешнего источника, и совершая работу, переносит энергию от холодного контакта к горячему. При этом на горячей поверхности выделяется как тепловая энергия, перенесенная с холодной поверхности, так и тепло выделяющееся в проводнике при протекании по нему электрического тока, так как закон Джоуля-Ленца никто не отменял. По этой причине горячая поверхность элемента Пельтье должна надежно охлаждаться радиатором с вентилятором. Без этого в реальности элемент Пельтье почти бесполезен, так как за счет теплопроводности тепловая энергия будет перемещаться в обратном направлении, нагревая холодную часть элемента.
В целом tec1 12706 интересное устройство, автор делал заказ на Алиэкспресс дважды, оба раз товар пришел без всяких нареканий. Denev
Originally posted 2019-02-09 10:43:11. Republished by Blog Post Promoter