В нашем проекте мы будем использовать свечу для зарядки мобильного телефона. Для этого мы применим термоэлектрические преобразователи, работающие на основе эффекта Пельтье. Давайте сначала рассмотрим теоретические основы.
Эффект выделения или поглощения тепла в области контакта разнородных проводников был впервые открыт и изучен французским учёным Жаном-Шарлем Пельтье в 1834 году. Простыми словами, Пельтье доказал, что при прохождении электрического тока через близко расположенные разнородные проводники один из них нагревается, а другой охлаждается. КПД устройств, основанных на этом эффекте, довольно низкий, поэтому практическое применение его результатов началось только в середине XX века.
Важно подчеркнуть, что элемент Пельтье способен функционировать в обратном направлении. Если одну его сторону нагреть, а вторую охладить, устройство начнет генерировать электрический ток. Чем больше будет разница температур, тем больше будет сила тока. Это свойство мы и применим в эксперименте по зарядке мобильного телефона.
Что понадобится:
В комплекте:
- - 4 модуля Пельтье TEC1-12705;
- - термопаста;
- - планка с USB-разъёмом;
- - 4 компактных радиатора.
Изготовление термогенератора своими руками
Элементы Пельтье обычно имеют прямоугольную форму с двумя выводами. В нашем случае мы будем использовать четыре таких модуля. Они будут закреплены на радиаторе соответствующего размера. На этом радиаторе рёбра охлаждения устроены так, что в них можно без проблем налить воду, и она не выльется.
В дальнейшем мы применим этот метод. Сейчас же мы фиксируем элементы, предварительно нанеся термопасту для улучшения контакта.
Выводы термоэлектрических модулей выполнены разноцветными проводами: один красный, другой чёрный. Это очень удобно. Мы будем соединять элементы последовательно: красный провод к чёрному, а чёрный — к красному. Сверху модули покроем металлическими радиаторами. Этот участок мы будем нагревать пламенем свечи.
Для начала нам потребуются некоторые радиодетали. В первую очередь нужен разъём USB. Мы вырежем его ножницами из старой нерабочей платы. На ней даже два гнезда, что очень удобно. Чтобы не перепутать, отметим на ножках плюс и минус питания. Также нам понадобится светодиод и ограничительный резистор для контроля тока. Когда на контактах USB гнезда появится необходимый для зарядки ток, светодиод загорится. И, конечно, мы установим сглаживающий электролитический конденсатор. Значения деталей можно легко увидеть на фотографии.
Устройство готово, начинаются испытания. Для свечей вырезана специальная горелка из жести.
Достаточно трёх свечей. Сверху размещаются наши модули. В радиаторе, предназначенном для охлаждения, заливается вода. Начался процесс. Индикаторный светодиод загорается. По мере нагрева горячей стороны элементов Пельтье увеличивается ток.
Подключаем телефон к источнику питания, и он начинает заряжаться. Если убрать устройство с источника тепла, светодиод будет светиться, пока пластины не остынут, и зарядка прекратится. Вернём телефон на грелку, и индикатор снова загорится, а ток достигнет нужного уровня, и смартфон продолжит заряжаться.
Наш опыт удался, всё получилось.