 |
Термоэлектрические генераторы электрического тока — устройства превращения тепловой энергии в электрическую. |
Принцип действия основан на эффекте, обнаруженном в 1821 году немецким физиком Зеебеком. Если в замкнутой цепи, состоящей из двух различных металлов или разного типа полупроводников, нагревать один из контактов, то в цепи появится ЭДС и потечет соответствующий ток. Появление ЭДС (называемой термоЭДС) объясняется тем, что как падение потенциала, так и контактные разности потенциалов в спаях с температурами T1>T2 оказываются различными. Это приводит к появлению разности потенциалов между контактами (спаями), которая зависит от разности температур. В конце, нагретом до более высокой температуры, электроны получают большую скорость (а в полупроводниках - и большую концентрацию) по сравнению с электронами, находящимися в холодном конце, и поэтому способны диффундировать от горячего конца к холодному. Подбирая проводники с максимальным различием диффузии электронов, получают максимальную термоЭДС цепи.
Если термоэлектрическая цепь составлена из электронного и дырочного проводников, то их термоЭДС складываются. Коэффициент пропорциональности между ЭДС и разностью температур горячего и холодного спаев для полупроводников в 20-30 раз больше чем для металлов.
Первые ТЭлГ были построены в СССР в 1943-44гг. на основе трудов Иоффе для питания переносных раций, использовавшихся партизанскими отрядами в годы Великой Отечественной войны. Они работали на сплаве SbZn или константане при разности температур 150-300°С, обеспечивавшейся за счет тепла, подводимого от костра или керосиновой лампы. КПД=1-2%.
Вследствие малых мощностей и низких КПД энергетического применения ТЭлГ не находили. Применение полупроводниковых материалов позволило поднять КПД до 2,5^%. В настоящее время КПД полупроводниковых ТЭлГ достигают 10-12%, и предполагается их повысить до 15-25%.
Вам также могут быть интересны следующие материалы:
Комментарии:
На сайте
ВКонтакте