Я думаю, многие слышали про такое открытие человечества как термопара, а вот про то, как она работает знают уже меньшее количество людей, хотя особо внимательный читатель заметит, что тут есть слово "пара" и слово "термо", то бишь пара чего-то при воздействии температуры создаёт какое-то колдовство и всякие там амперы с вольтами.Конечно, может для малообразованного человека такого объяснения достаточно,может, и мир у него более простой и волшебный. А мы же с вами люди грамотные, так что давайте устроим культпросвет и подробно разберёмся, как из керосиновой лампы и проволочек с разной проводимостью получается практически бесплатное электричество.
По сути своей термопара — это термоэлектрогенератор, а термоэлектрическими генераторами в свою очередь называют приборы, непосредственно преобразующие тепловую энергию в электрическую. Источниками тепловой энергии в термоэлектрогенераторах в прошлом веке чаще всего являлись керосиновые лампы, хотя я надеюсь вы понимаете,что приборы подобного типа можно размещать на всём, что греется от буржуйки до двигателя машины.
Термоэлектрогенераторы использовали вместо гальванических и аккумуляторных батарей. Действие термоэлектрогенератора основано на использовании термоэлектрического эффекта.Данное явление в физике называется эффектом Зеебека, сущность которого заключается в следующем: если спаять два куска различных проводников или полупроводников (электроды) и место спая нагреть, то между свободными концами этих электродов, имеющих более низкую температуру, чем спай, возникает э. д. с. (если быть более точным термо-электро движущая сила).
При замыкании этих концов во внешней цепи возникает электрический ток. Величина термо электродвижущей силы зависит от материала примененных электродов (чаще всего для термопар используют копель, алюмель, хромель, константант). Она тем больше, чем больше разность температур места спая и свободных концов электродов. Следовательно, для увеличения термо э. д. с-. необходимо хорошо охлаждать свободные концы электродов. Описанное устройство носит название термоэлектрического элемента (термоэлемента). В термоэлектрогенераторах применяют батареи термоэлементов, составленные из большого количества таких электродов, так как термо э. д. с. одиночного термоэлемента не превышает в лучшем случае нескольких десятков милливольт. Четные (нечетные) спаи батареи нагревают, а с нечетных (четных) спаев обеспечивают эффективный отвод тепла, чтобы температура последних была существенно ниже нагреваемых спаев. При соответствующем числе термоэлементов батарея может дать напряжение, достаточное для питания радиоаппаратуры.
В термоэлектрогенераторе ТГК-З (устройство с превью статьи), предназначенном для питания радиоприемников или устройств аналогичного им по потребляемой энергии, источником тепла является 20-линейная керосиновая лампа «Молния» с укороченным стеклом (стекло без верхней цилиндрической части). Внутрь стекла входит металлический нагреватель термоэлементов, имеющий форму 14-гранной призмы. Продукты горения керосиновой лампы (горячие газы) проходят через сквозные вертикальные каналы нагревателя снизу вверх и далее через вытяжную трубу. Положительные электроды термоэлементов представляют собой параллелепипеды, изготовленные из сплава цинка с сурьмой с примесями некоторых других металлов, обладающего свойствами полупроводника.
Отрицательные электроды изготовляют из константановой проволоки (сплав мели и никеля). Концы их заделаны у оснований параллелепипедов. Блоки термоэлементов расположены вертикально и плотно прижаты к граням нагревателя через слюдяные прокладки. Наружные спаи термоэлементов охлаждаются с помощью металлического радиатора с ребрами.При нормальном режиме горения лампы температура этих спаев не превышает 75-80°С, в то время как внутренние спаи нагреваются до 380°С. Термоэлементы соединены в две батареи, выводы полюсов которых подведены к пяти зажимам на колодке, расположенной на радиаторе Одна из батарей дает напряжение 2 в при токе 0.5 а для питания цепей накала приемника.
От нее сделан отвод, что позволяет получить также напряжение 1,2 В, Другая батарея термоэлементов, полюса которой выведены к зажимам надписью «Анод», дает напряжение 2В при токе 1А. Такой термоэлектрогенератор расходует в час 70-75г керосина. Одной заправки в теории должно хватить на 10–11 часов работы, производитель обещал 4000 часов работы. Ну и само собой помимо электричества такая лампа как никак является источником света.
Так, а что в итоге профессор? В итоге есть довольно-таки интересная технология из прошлого столетия, основанная на простейших физических явлениях из школьного курса. Но увы сегодня такая технология не самостоятельна по многим причинам от банальной непопулярности керосиновых ламп до низкого КПД (как для современных реалий), хотя конечно всё вышеописанное создавалось и использовалось в 60 годы прошлого века, а с того момента наука сильно скакнула вперёд, и может такие технологии обретут вторую жизнь, хотя в том или ином виде они применяются и сегодня.
Спасибо!