Походная зарядка на основе элемента Пельтье

1.

МБОУ «Каменская СОШ №2»
ПОХОДНАЯ ЗАРЯДКА НА ОСНОВЕ
ЭЛЕМЕНТА ПЕЛЬТЬЕ
Выполнила:
Учащаяся XI класса
Юрьева Виктория Юрьевна
Научный руководитель:
учитель физики
Анненко Евгений Михайлович

2.

Цель исследования: доказать возможность выработки электрического
тока последствием разности температур, создать походное зарядное
устройство для телефона.
Задачи:
1. Изучить термоэлектричество.
2. Изучить природу термоэлектродвижущей силы.
3. Изучить принцип работы эффекта Зеебека и эффекта Пельтье.
4. Изучить информацию об элементе Пельтье.
5. Опытным путём доказать возможность образования
электрического тока последствием объединения двух
термоэлектрических эффектов – Зеебека и Пельтье.
6. Смоделировать походное зарядное устройство для телефона

3.

ФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ИСТОРИЯ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Термоэлектричество –раздел физики и техники, в котором
исследуются термоэлектрические эффекты, разрабатываются
термоэлектрические устройства для прямого преобразования
тепловой энергии в электрическую, а также для
термоэлектрического охлаждения.
Его открытие берёт своё начало в первой половине 19 века.

4.

ТЕРМОЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА
ТермоЭДС — электродвижущая сила, возникающая в электрической
цепи, состоящей из нескольких разнородных проводников, контакты
между которыми имеют различные температуры.
ТермоЭДС обусловлена 3 причинами:
1) температурной зависимостью уровня Ферми, что приводит к
появлению контактной составляющей термоэдс;
2) диффузией носителей заряда от горячего конца к холодному,
определяющей объемную часть термоэдс;
3) процессом увлечения электронов фононами, который дает еще
одну составляющую – фононную.

5.

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Термоэлектрические явления — совокупность явлений, связанных с
потоками носителей заряда, вызванных градиентом температуры и
переносом тепла электрическим током.
Классификация термоэлектических явлений осуществляется на основе
теории явлений переноса, причинами которой могут быть:
действие внешнего электрического поля
наличие пространственных неоднородностей состава
температуры или средней скорости движения частиц системы
Термоэлементы применяются для непосредственного превращения
тепловой энергии в электрическую, а также для «перекачки тепла
и холода».

6.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА
Применение:
• В системах навигации;
• В генераторах, промышленного и
бытового значения;
• В энергетически обеспечительных
установках космического назначения;
• В преобразователях солнечной
энергии.
• В установках служащих для
перекачивания и переработки
нефтяной продукции и газа;
.

7.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ПЕЛЬТЬЕ
Применение:
• Переносные автохолодильники.
• Устройства охлаждения радиоэлектронных компонентов.
• Устройства термостатирования.

8.

ЭЛЕМЕНТ ПЕЛЬТЬЕ
Устройство:
Применение:
• Переносные автохолодильники.
• Устройства охлаждения
радиоэлектронных компонентов.
• Устройства термостатирования.
Характеризуется:
Холодопроизводительностью.
• Максимальным
температурным перепадом
между сторонами элемента.
• Допустимой силой тока,
необходимой для обеспечения
максимального температурного
перепада.
• Максимальным
напряжением.
• Внутренним сопротивлением
модуля.
• Коэффициентом
эффективности.

9.

НАХОЖДЕНИЕ ТЕРМОЭДС В УСЛОВИЯХ, КОГДА
МЕСТА КОНТАКТОВ ПОДДЕРЖИВАЮТСЯ ПРИ
РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРAX

10.

СОЗДАНИЕ УСТАНОВКИ

11.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ НАХОЖДЕНИЕ ТЕРМОЭДС

12.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ТЕРМОЭДС
Расчеты термоЭДС по формуле U = α (T1 - T2):
• U1 = 0,01*(20-5) = 0,15
• U2 = 0,01*(40-5) = 0,35
• U3 = 0,01*(60-5) = 0,55
• U4 = 0,01*(80-5) = 0,75
• U5 = 0,01*(100-5) = 0,95

13.

ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ
ОТ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР.

14.

15.

16.

ВЫВОД
В результате проделанной нами работы, мы доказали возможность
выработки электрического тока последствием разницы температур, изучили
термоэлектричество, природу термоЭДС, принципы работы эффекта
Зеебека, а также смоделировали походное зарядное устройство для
телефона.