Термоэлектрические генераторы преобразуют тепло в электричество, используя напряжение, генерируемое на стыке двух разных металлов. Звучит неплохо: нет движущихся частей, нет рабочих жидкостей, и вроде «мало что может пойти не так». К сожалению, этот процесс малоэффективен, а получаемый постоянный ток бесполезен для трансформаторов…. Тем не менее термоэлектрические генераторы использовались и используются там, где нужны их особые характеристики.
История термоэлектрической генерации начинается в 1821 году, когда Томас Зеебек обнаружил, что электрический ток будет течь в цепи, состоящей из двух разнородных металлов, с переходами при разных температурах. Это называется эффектом Зеебека. Помимо выработки электроэнергии, он является основой для термопары, широко используемого метода измерения температуры.
Сегодня принято считать, что Зеебек не был первым, кто обнаружил этот эффект, его заметил Алессандро Вольта в 1794 году. Однако Зеебек был первым, кто подробно изучил это явление. Датский физик Ганс Эрстед обратил внимание на термоэлектричество нескольких французских ученых, таких как Беккерель, отец и сын, а также Фурье, Меллони, Пуйе и Нобили.
Эрстед и Фурье изобрели первые термоэлектрические батареи примерно в 1823 году, используя пары небольших стержней из сурьмы и висмута, сваренных последовательно.
Дальнейшее развитие термобатареи получили в работах Леопольдо Нобили (1784–1835) и Македонио Меллони (1798–1854). Первоначально они использовали их для измерения температуры и инфракрасного излучения, но термобатарея также быстро стала использоваться в качестве стабильного источника электричества для других физических экспериментов, таких как эксперименты Ома.
Прототип Nobili, построенный примерно в 1829 году, с использованием висмута и сурьмы для пар, что дает выходную мощность 47 + 72 = 119 мкВ на К. Если мы возьмем раскаленную температуру как 900 градусов по Цельсию, это дает выходную мощность около 100 мВ на пару. Понятно, почему необходимо было использовать много последовательных пар, чтобы получить полезное напряжение.
В некоторых отчетах говорится, что Меллони представил идею использования пары висмут-медь, но другие говорят, что эффективность сурьмы-висмута уже была обнаружена Нобили и Эрстедом. Меллони был заинтересован в использовании своей термобатареи для измерения температуры, а не для выработки электроэнергии.
Еще несколько первых термобатарей в галерее ниже.
«Двумя наиболее эффективными термоэлектрическими батареями, использовавшимися до 1876 г., вероятно, были батареи М. Кламонда и Ноэ; большое количество таких пар использовалось для умножения силы и тока. При расходе батареи 21 фунта кокса в час, г-ну Кламону из Парижа удалось поддерживать четыре электрических светильника, каждый из которых имеет силу освещения в 220 стандартных свечей, за что ручается граф дю Монсель, и в самом деле не должно быть ничего невозможного, или даже трудным для достижения такого результата. Шестьдесят пар при хорошей конструкции дадут ток, равный галлону бунзеновской ячейки, а менее 3000 элементов дадут эффект 50 бунзеновских элементов при расходе 80 кубических футов газа в час».
А вот и "наш ответ Чемберлену":
Рассказ сильно не закончен и, скорее всего, будет вторая часть материала про дальнейшее развитие технологии термопар...
Фото из открытых источников сети Интернет
Уважаемый читатель. Если материал понравился, пожалуйста, ставь лайк, комментируй материалы и подписывайся на канал. Это сейчас очень актуально для существования "НМ". Спасибо, что ты с нами!
