В годы Великой отечественной войны обострилась проблема питания электрической энергией радиостанций. Для ее решения применялись теплоэлектрогенераторы. Одним из таких устройств был генератор ТГ-1, который вырабатывал электричество при нагревании, например над костром.
Заводские модели котелков
Близкий аналог партизанского котелка – термогенератор ГТУ-12-12. Его мощность 12 Вт при напряжении на нагрузке 12 В, масса 5 кг. Для преобразования тепловой энергии в электрическую в нем используют элементы Пельтье, КПД которых выше чем у термопар, используемых в годы войны.
Компания ООО «Газпром автоматизация» выпускает свою модель теплоэлектрогенератора – ГТГ-150Н. Эта модель работает от газа. Используется в районах, где добывается газ, но нет электроснабжения.
Существует также котелок зарядка для мобильных телефонов PowerPot. На выходе напряжение равно 5 В, а ток 1 А. В комплекте с устройством идет светодиодный фонарик. Для работы в котелке должна быть вода, чтобы элементы Пельтье не перегревались.
Еще одна модель BioLite CampStove 2. В данный котелок необходимо заложить топливо, например, щепки или хворост. После чего заливается вода. Генерируемая мощность 2 Вт. Устройство оснащено аккумулятором на 2600 мАч, LED панелью, на которой отображается уровень заряда.
Как изготовить самому
Перед тем, как приступать к изготовлению партизанского котелка, нужно приобрести 3-4 элемента Пельтье. Они устанавливаются на пластине, толщина которой больше толщины термоэлементов. Внутри пластины должны быть углубления, совпадающие по размеру с габаритами элементов.
В подготовленные гнезда устанавливаются термоэлементы, после чего пластина крепится к дну котелка при помощи сварки. Элементы Пельтье должны лежать ровно, для того, чтобы площадь контакта с дном котелка была максимальной. Провода лучше заменить на термостойкие.
Чтобы обеспечить стабильное напряжение можно установить стабилизатор.
Принцип работы
Работа партизанского котелка основывается на эффекте Зеебека. Который состоит в том, что если в месте соединения двух проводников, сделанных из разных материалов, создать разность температур, на их концах возникнет ЭДС.
Если говорить простыми словами, то в зоне нагрева электроны обладают большей энергией и движутся быстрее. Кроме этого при высокой температуре растет концентрация электронов. В результате электроны из зоны с повышенной температурой перемещаются в зону с низкой температурой. В холодной зоне возникает избыток отрицательно заряженных частиц, а в теплой недостаток.
Если бы материалы контактов были одинаковыми, то потоки электронов в каждую сторону от зоны нагрева был бы равны между собой. В этом случае разность потенциалов не могла бы возникнуть. Но так как материалы контактов имеют разные характеристики (скорость дрейфа, давление электронов), то они по-разному реагируют на разность температур. В результате возникает ЭДС.
