मैं पहली बार पेल्टियर तत्वों (पीई) से कई साल पहले मिला था जब मैं विकास कर रहा था जल शीतलन उपकरणएक्वेरियम में. आज, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और भी अधिक सुलभ हो गए हैं, और उनके अनुप्रयोग का दायरा काफी बढ़ गया है। उदाहरण के लिए, वाटर कूलर में, जो अक्सर कार्यालयों में पाया जा सकता है, ES का उपयोग किया जाता है। वहां वे 4x4 सेमी वर्ग के आकार में हैं (चित्र 2)विशेष थर्मल पेस्ट और कसने वाले स्क्रू का उपयोग करके, उन्हें कूलिंग रेडिएटर और पानी की टंकी के शरीर, टैंक की "ठंडी" सतह के बीच तय किया जाता है। अन्य ईपी भी आम हैं।

चावल। 2 पेल्टियर तत्व

कार्य का आधार पेल्टियर तत्वफ्रांसीसी घड़ी निर्माता जीन पेल्टियर द्वारा खोजा गया प्रभाव निहित है। 1834 में, पेल्टियर ने पाया कि जब असमान कंडक्टरों वाले सर्किट में प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, तो कंडक्टरों के संपर्क बिंदुओं (जंक्शनों) पर गर्मी अवशोषित या जारी होती है (वर्तमान की दिशा के आधार पर)। इस प्रभाव की अभिव्यक्ति की डिग्री काफी हद तक चयनित कंडक्टरों की सामग्री पर निर्भर करती है और प्रवाहित धारा के समानुपाती होती है। पेल्टियर तत्व प्रतिवर्ती है। यदि आप इसमें तापमान अंतर लागू करते हैं, तो सर्किट में करंट प्रवाहित होगा।

शास्त्रीय सिद्धांत पेल्टियर घटना की व्याख्या इस तथ्य से करता है कि एक धातु से दूसरे धातु में धारा द्वारा स्थानांतरित किए गए इलेक्ट्रॉन धातुओं के बीच आंतरिक संपर्क संभावित अंतर से त्वरित या मंद हो जाते हैं। पहले मामले में, इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है और फिर ऊष्मा के रूप में उत्सर्जित होती है। दूसरे मामले में, इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा कम हो जाती है, और ऊर्जा की यह हानि दूसरे कंडक्टर के परमाणुओं के थर्मल कंपन के कारण भर जाती है। परिणामस्वरूप शीतलता उत्पन्न होती है।

उपयोग करते समय पेल्टियर प्रभाव सबसे अधिक स्पष्ट होता हैअर्धचालकों का निर्माण (पी- और एन-प्रकार चालकता)। पी-एन जंक्शनों के माध्यम से विद्युत प्रवाह की दिशा के आधार पर, इलेक्ट्रॉनों (एन) और छिद्रों (पी) द्वारा दर्शाए गए आवेशों की परस्पर क्रिया और उनके पुनर्संयोजन के कारण, ऊर्जा या तो अवशोषित होती है या जारी होती है।

चावल। 3 पेल्टियर प्रभाव

पेल्टियर प्रभाव कार्य का आधार है थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल(टीईएम)। टीईएम का एक तत्व एक थर्मोकपल है, जिसमें एक पी-टाइप कंडक्टर (शाखा) और एक एन-टाइप कंडक्टर होता है। जब ऐसे कई थर्मोकपल श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो एन-पी संपर्क पर अवशोषित गर्मी (क्यू सी) पी-एन संपर्क (क्यू एच) पर जारी होती है। परिणामस्वरूप, पीएन जंक्शन से ठीक सटे अर्धचालक के अनुभाग में हीटिंग (टी एच) या शीतलन (टी सी) होता है(चित्र 3), और इसके किनारों के बीच एक तापमान अंतर (AT=T h -T c) उत्पन्न होता है: एक प्लेट को ठंडा किया जाता है और दूसरे को गर्म किया जाता है। परंपरागत रूप से, जिस तरफ तार जुड़े होते हैं वह गर्म होता है, और इसे नीचे दर्शाया गया है।

चावल। 4

थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल ऐसे थर्मोकपल का एक सेट है (चित्र 4),आमतौर पर धारा के साथ श्रृंखला में और ताप प्रवाह के समानांतर एक दूसरे से जुड़े होते हैं। थर्मोकपल को दो सिरेमिक प्लेटों के बीच रखा जाता है (चित्र 5)।शाखाओं को तांबे के प्रवाहकीय पैड (टिप्स) पर टांका लगाया जाता है, जो विशेष ताप-संचालन सिरेमिक से जुड़े होते हैं, उदाहरण के लिए, ऑक्साइड

चावल। 5 पेल्टियर थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल

अल्युमीनियम थर्मोकपल की संख्या व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है (कई इकाइयों से लेकर कई सौ तक), जिससे एक वाट के दसवें हिस्से से लेकर सैकड़ों वाट तक की शीतलन शक्ति के साथ टीईएम बनाना संभव हो जाता है। बिस्मथ टेलुराइड में औद्योगिक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के बीच उच्चतम थर्मोइलेक्ट्रिक दक्षता होती है, जिसमें आवश्यक प्रकार और चालकता पैरामीटर प्राप्त करने के लिए विशेष योजक (सेलेनियम और एंटीमनी) जोड़े जाते हैं।

चावल। 6

विशिष्ट मॉड्यूल (चित्र 6)कई दसियों डिग्री का महत्वपूर्ण तापमान अंतर प्रदान करता है। हीटिंग सतह के उचित मजबूर शीतलन के साथ, दूसरी शीतलन सतह नकारात्मक तापमान प्राप्त करना संभव बनाती है। तापमान अंतर को बढ़ाने के लिए, पेल्टियर थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल का कैस्केड कनेक्शन संभव है (चित्र 7)पर्याप्त शीतलन सुनिश्चित करते हुए। पेल्टियर मॉड्यूल पर आधारित शीतलन उपकरणों को अक्सर "सक्रिय पेल्टियर रेफ्रिजरेटर" या बस "पेल्टियर कूलर" कहा जाता है।

चावल। 7, पेल्टियर थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल का कैस्केड कनेक्शन

सक्रिय कूलरों में पेल्टियर मॉड्यूल का उपयोग उन्हें रेडिएटर और पंखे पर आधारित मानक कूलरों की तुलना में अधिक कुशल बनाता है। हालाँकि, पेल्टियर मॉड्यूल के साथ कूलर को डिजाइन करने और उपयोग करने की प्रक्रिया में, मॉड्यूल के डिजाइन और उनके संचालन सिद्धांत से उत्पन्न होने वाली कई विशिष्ट विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है।

पेल्टियर मॉड्यूल की शक्ति बहुत महत्वपूर्ण है, जो एक नियम के रूप में, इसके आकार पर निर्भर करती है। एक कम-शक्ति वाला मॉड्यूल आवश्यक शीतलन प्रदान नहीं करेगा, जिससे अधिक गरम होने के कारण संरक्षित तत्व में व्यवधान हो सकता है। हालाँकि, बहुत अधिक शक्ति वाले मॉड्यूल का उपयोग करने से कूलिंग रेडिएटर का तापमान गिर सकता है

चावल। 8, पेल्टियर सेमीकंडक्टर मॉड्यूल पर आधारित सक्रिय कूलर

हवा से नमी संघनन का स्तर, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए खतरनाक है। पेल्टियर मॉड्यूल ऑपरेशन के दौरान अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं। इस कारण से, आपको कूलर के हिस्से के रूप में एक शक्तिशाली पंखे का उपयोग करना चाहिए। चित्र 8 मेंएक सक्रिय कूलर दिखाता है जो पेल्टियर सेमीकंडक्टर मॉड्यूल का उपयोग करता है।

मॉड्यूल को आपूर्ति किया गया वोल्टेज मॉड्यूल में शाखाओं के जोड़े की संख्या से निर्धारित होता है। सबसे आम 127-जोड़ी मॉड्यूल हैं, जिनके लिए अधिकतम वोल्टेज लगभग 16 वी है। लेकिन इन मॉड्यूल को आमतौर पर 12 वी की आपूर्ति वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है, यानी। लगभग 75% यूमैक्स। ज्यादातर मामलों में, आपूर्ति वोल्टेज का यह विकल्प इष्टतम है: यह स्वीकार्य दक्षता पर पर्याप्त शीतलन शक्ति की अनुमति देता है। जब आपूर्ति वोल्टेज 12 वी से ऊपर बढ़ जाता है, तो शीतलन शक्ति में वृद्धि नगण्य होती है, लेकिन बिजली की खपत तेजी से बढ़ जाती है। जैसे-जैसे आपूर्ति वोल्टेज घटता है, दक्षता बढ़ती है क्योंकि शीतलन क्षमता भी कम हो जाती है, लेकिन रैखिक रूप से।

तालिका नंबर एक पेल्टियर तत्व, विशेषताएँ

मॉड्यूल प्रकार			विशेषताएँ
	मैं अधिकतम, ए	यू मैक्स, बी	क्यू मैक्स, डब्ल्यू		आयाम, मिमी
ए-टीएम8.5-27-1.4		| 15,4	72,0		40x40x3.7
ए-टीएम8.5-127-1.4एचआर1		15,4	72,0		40x40x3.4
ए-टीएम8.5-127-1.4एचआर2		15,4	72,0		140x40x3.7
A-TMb.0-127-1.4		15,4	53,0		40x40x4.2
A-TM6,0-127-1.4HR1		15,4	53,0		40x40x3.8
ए-TM6,0-127-1,4HR2		15,4	53,0		40x40x4.2
ए-टीएमजेड,9-127-1.4		15,4	35,0		40x40x5.1
ए-टीएमजेड,9-127-1.4एचआर1		15,4	35,0		40x40x4.8
ए-टीएमजेड,9-127-1.4एचआर2		15,4	35,0		40x40x5.1
ए-टीएम3.9-127-1.4		15,4	34,0		30x30x3.9
ए-टीएमजेड,9-127-1.4एचआर1		15,4	34,0		30x30x3.9
ए-टीएमजेड,9-127-1.4एचआर2		15,4	34,0		30x30x3.9
ए-TM37.5-49-3.0	37,5		130,0		40x40x4.3
A-TM37.5-49-3.0HR1 i		15,4	72,0		40x40x4.3
ए-TM6.0-31-1.4		3,75	12,5		20x20x4.2
ए-TM6,0-31-1,4HR1		3,75	12,5		20x20x4.2

टिप्पणी: HR1 और HR2 चिह्नित मॉड्यूल में बढ़ी हुई विश्वसनीयता की विशेषता है।

अलग-अलग संख्या में शाखाओं के जोड़े (127 के अलावा) वाले मॉड्यूल के लिए, वोल्टेज को एक ही सिद्धांत के अनुसार चुना जा सकता है: यू अधिकतम का 75%, लेकिन सबसे पहले किसी विशेष डिवाइस की विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है सब कुछ, गर्म पक्ष पर गर्मी अपव्यय की स्थिति और बिजली आपूर्ति की क्षमताएं। उदाहरण के लिए, DRIFT श्रृंखला (199 थर्मोइलेक्ट्रिक जोड़े) के मॉड्यूल को 12 से 18 V तक वोल्टेज की आपूर्ति करने की अनुशंसा की जाती है।

ऑपरेशन के दौरान, हीट एक्सचेंजर और रेडिएटर के बीच विश्वसनीय थर्मल संपर्क महत्वपूर्ण है, इसलिए टीईएम को थर्मली कंडक्टिव पेस्ट (उदाहरण के लिए, केपीटी -8) का उपयोग करके सुरक्षित किया जाता है। यदि कोई विशेष थर्मल पेस्ट नहीं है, तो आप फार्मेसी में खरीदे गए औषधीय एजेंटों का सफलतापूर्वक उपयोग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, लस्सारी पेस्ट या सैलिसिलिक-जिंक पेस्ट।

चूंकि टीईएम के गर्म हिस्से पर अधिकतम तापमान +80 डिग्री सेल्सियस (सुपरकूल से उच्च तापमान वाले कूलर में - +150 डिग्री सेल्सियस) तक पहुंच जाता है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि ईडी को सही ढंग से ठंडा किया जाए। टीईएम की गर्म सतह रेडिएटर की ओर होनी चाहिए, जिसके दूसरी तरफ एक शीतलन पंखा स्थापित है (हवा का प्रवाह रेडिएटर से निर्देशित होता है)। पंखा और टीईएम, ध्रुवीयता के अनुसार, एक शक्ति स्रोत से जुड़े होते हैं, जो एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर, एक डायोड रेक्टिफायर और एक स्मूथिंग ऑक्साइड कैपेसिटर जितना सरल हो सकता है। लेकिन आपूर्ति वोल्टेज तरंग 5% से अधिक नहीं होनी चाहिए, अन्यथा टीईएम की दक्षता कम हो जाती है। यह बेहतर है अगर पंखे और टीईएम को तुलनित्र और तापमान सेंसर पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण द्वारा नियंत्रित किया जाए। जैसे ही ठंडी वस्तु का तापमान निर्धारित सीमा से ऊपर बढ़ जाता है, कूलर और पंखा स्वचालित रूप से चालू हो जाते हैं और ठंडा होना शुरू हो जाता है। शीतलन (या ताप) की डिग्री टीईएम से गुजरने वाली धारा के समानुपाती होती है, जो उच्च सटीकता के साथ "सेवा" वस्तु के तापमान को विनियमित करना संभव बनाती है।

थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल को सील कर दिया जाता है, इसलिए उनका उपयोग पानी में भी किया जा सकता है। मिट्टी के पात्रटीईएम की सतह को पॉलिश किया जाता है, और काले ("-") और लाल ("+") तारों को लैमेलस (लीड) में मिलाया जाता है। यदि टीईएम (छवि 2) को इसके लीडों को स्वयं की ओर रखते हुए रखा गया है ताकि काला तार बाईं ओर और लाल तार दाईं ओर हो, तो ऊपर ठंडा पक्ष और नीचे गर्म पक्ष होगा। अंकन आमतौर पर गर्म पक्ष पर लगाया जाता है।

तालिका 2

एक्सपोज़र तापमान, 0C	प्रभाव स्थल (पक्ष 1 या 2)*	एक्सपोज़र समय, सेकंड	प्रतिरोध (एक्सपोज़र समय के बाद), कोहम
		स्थायी
लाइटर से गर्म करना
लाइटर से गर्म करना**			>2000
5 (रेफ्रिजरेटर में)
20 (सर्दियों में बाहर)
36 रेफ्रिजरेटर में ठंडा होने के बाद (-5)
36 बाहर ठंडा होने के बाद (-20)
100 (उबलता पानी)
रूसी स्टोव का फ़ायरबॉक्स (खुली लौ)			0,06

टिप्पणियाँ:

* - पक्ष 1 - चिह्नों वाला पक्ष, पक्ष 2 - उल्टा पक्ष (चिह्नों के सापेक्ष)।

** जब प्लग की सतह को छूने वाली खुली लौ के साथ लाइटर के साथ पीछे की तरफ 4 सेकंड तक गर्म किया गया, तो टर्मिनलों पर 200 μA की धारा दर्ज की गई।

पेल्टियर मॉड्यूल के सबसे लोकप्रिय प्रकार सिंगल-स्टेज मॉड्यूल हैं जिनकी अधिकतम शक्ति 65 W (12 V) और 172 W (24 V) तक है। मॉड्यूल के पदनाम निम्नानुसार समझे जाते हैं: पहली संख्या मॉड्यूल में थर्मोकपल की संख्या है, दूसरी शाखा के किनारों की चौड़ाई (मिमी में) है, तीसरी शाखा की ऊंचाई है (मिमी में) . उदाहरण के लिए, टीवी-127-1.4-1.5 एक मॉड्यूल है जिसमें 127 जोड़े थर्मोइलेक्ट्रिक शाखाएं हैं, जिनका आयाम 1.4x1.4x1.5 मिमी है। मॉड्यूल आयाम 40x40 मिमी हैं, मोटाई लगभग 4 मिमी है। मानक सिंगल-स्टेज मॉड्यूल 70 W (12 V) और 172 W (24 V) तक की अधिकतम शक्ति के साथ उपलब्ध हैं। विशिष्ट TEM पैरामीटर इसमें दिए गए हैंतालिका नंबर एक।

तालिका 3 थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के पैरामीटर

चावल। 9 थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर

टीईएम के साथ प्रयोगों में, मैंने विभिन्न मोड में इसके प्रतिरोध में परिवर्तन की जाँच की। एम830 परीक्षक प्रतिरोध माप मोड में मॉड्यूल के टर्मिनलों (लैमेलस) से जुड़ा था। परिणाम तालिका दौ में संक्षेप हैं।जब निशान वाले टीईएम के किनारे पर कमरे के तापमान से अधिक तापमान का संपर्क किया गया, तो इसका प्रतिरोध कम हो गया, रिवर्स साइड पर यह आनुपातिक रूप से बढ़ गया (तालिका की पंक्तियाँ 2 और 3 किनारे के साथ टीईएम की सतह को छूने की प्रतिक्रिया दिखाती हैं हथेली का तापमान लगभग 36°C दर्शाया गया है)।

मानते हुए पेल्टियर तत्वों की उत्क्रमणीयता, उनके आधार पर बिजली आपूर्ति विकसित करना संभव है। उदाहरण के लिए, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटरकंपनी "क्रायोथर्म" से "वी25-12(एम)" (चित्र 9) आपको मोबाइल फोन, डिजिटल कैमरे की बैटरी चार्ज करने, टीवी देखने, लैपटॉप पर लंबे समय तक काम करने आदि की अनुमति देता है। एकमात्र आवश्यकता है कि आपको 20x25 सेमी मापने वाली गर्म सतह की आवश्यकता है। जनरेटर पैरामीटर वी दिए गए हैंटेबल तीन।

ए. काश्कारोव।

नमस्ते, मेरा नाम डेनिल है, और मैं पागल हो गया हूँ। मेरा व्यामोह इस तथ्य में निहित है कि मैं ग्रेट आर्कटिक फॉक्स के आसन्न आगमन के प्रति आश्वस्त हूं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह वही आर्कटिक लोमड़ी किस भेष में आएगी - यदि हम जीवित रहते हैं, तो, सबसे अधिक संभावना है, हमें शून्य से जीना शुरू करना होगा। और जीवन तब और अधिक मजेदार हो जाता है जब आपके पास टॉर्च और डोसीमीटर में बैटरी चार्ज करने के लिए कुछ होता है। उन लोगों के लिए जो ऐसा ही सोचते हैं (साथ ही वे सभी जो उत्सुक हैं), मैं आपसे नीचे कटौती करने के लिए कहता हूं (सावधान रहें, भारी तस्वीरें)।

अनुसंधान भाग

दरअसल, पेल्टियर तत्व क्यों? मांसपेशी ड्राइव ("ग्राउंड बीटल"), सौर पैनल, या, सबसे खराब स्थिति में, पवनचक्की बनाने के साथ टॉर्च खरीदना अधिक तर्कसंगत है। पहले, मैंने भी सोचा था कि ग्राउंड बीटल से गुजारा करना काफी संभव था। लेकिन इसमें बहुत सारे चलने वाले हिस्से हैं, जिन्हें अंकल लियाओ ने सस्ते प्लास्टिक से बनाया है। ग्रेट आर्कटिक फॉक्स की स्थितियों में पहला ब्रेकडाउन - और आप बिजली के बिना रह गए हैं।

अच्छा, आप पूछते हैं, सौर पैनल क्यों नहीं? कोई गतिशील भाग नहीं हैं. मैं सहमत हूं, मैं जवाब दूंगा, लेकिन परमाणु या ज्वालामुखीय सर्दी की स्थिति में या आश्रय की दो मीटर कंक्रीट छत के नीचे, सूरज को पकड़ना इतना आसान नहीं है।

पवनचक्की? इसके ब्लेड किस क्षेत्र के होने चाहिए ताकि यह कमजोर हवा में भी घूम सके? पुर्जों को फिर से हिलाना। दीर्घकालिक आश्रय को सुसज्जित करते समय पवनचक्की स्थायी स्थापना के लिए उपयुक्त है।

इन तर्कों पर विचार करके मैं निराश हो गया। लेकिन जल्द ही मेरी नज़र गलती से nepropadu.ru वेबसाइट पर पड़ गई (कोई विज्ञापन नहीं, केवल स्रोत सामग्री का लिंक)। मैं उस पर लगातार दो दिनों तक बैठा रहा, और इस प्रक्रिया में मुझे कंप्यूटर बिजली आपूर्ति के एक केस से बने लकड़ी के चिप स्टोव के बारे में एक बहुत ही दिलचस्प लेख मिला, जिसके किनारे पेल्टियर तत्व था (पोस्ट के अंत में लिंक) . टिप्पणियों में बहुत सारे संशय थे, लेकिन लेखक ने लिखा कि उसने शांतिपूर्वक कनेक्टेड चीनी डीसी-डीसी कनवर्टर से फोन चार्ज किया... मैं आश्चर्यचकित रह गया।

डिज़ाइन भाग

आरंभ करने के लिए, मैंने ई-बे पर चीनी से वही पेल्टियर तत्व ऑर्डर किया (प्रयोगों के लिए पर्याप्त)। इसकी कीमत मुझे 320 रूबल पड़ी। जिस बात ने मुझे प्रसन्न किया वह त्वरित, ट्रैकिंग, लेकिन निःशुल्क डिलीवरी थी। साथ ही, भुगतान के एक घंटे बाद ही माल भेज दिया गया (और यह रविवार को था)।

जब पेल्टियर तत्व यात्रा कर रहा था, मैंने भविष्य के थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के डिजाइन के बारे में सोचा, एक पंखे के साथ एक उपयुक्त रेडिएटर पाया (एक प्राचीन प्रोसेसर रेडिएटर पूरी तरह से काम करता था), और इंटरनेट पर डीसी-डीसी कनवर्टर के लिए एक सर्किट भी खोजा 5 वोल्ट के वोल्टेज पर 1 एम्पीयर का अधिकतम आउटपुट करंट।

मैंने उस लेख के उदाहरण का अनुसरण करते हुए लकड़ी के चिप्स वाला स्टोव बनाना उचित नहीं समझा। जिस धातु से कंप्यूटर हार्डवेयर बनाया जाता है वह बहुत नरम होता है; उच्च तापमान के संपर्क में आने पर यह "डूब" जाएगा, और यह जल्दी से जल जाएगा। इसलिए, जनरेटर का एक "हटाने योग्य संस्करण" बनाने का निर्णय लिया गया, जिसे एक स्थिर स्टोव के किनारे पर लगाया जा सकता था या आग पर खड़े बर्तन के खिलाफ झुकाया जा सकता था। और ऐसी परिस्थितियों में पेल्टियर तत्व को खुली आग पर तलने से बचने के लिए, एक गर्मी प्रतिरोधी लेकिन गर्मी-संचालन गैसकेट की आवश्यकता थी। ऐसा करने के लिए, मैं 100x120x5 मिलीमीटर मापने वाली मोटी एल्यूमीनियम प्लेट का एक टुकड़ा प्राप्त करने में कामयाब रहा।

पेल्टियर तत्व को एल्यूमीनियम सब्सट्रेट पर दबाने के लिए, और, बदले में, रेडिएटर को उस पर दबाने के लिए, मैंने बच्चों के धातु निर्माण सेट का उपयोग करने का निर्णय लिया, जिसे मैंने एक बार रोबोटिक्स की जरूरतों के लिए खरीदा था।

लेकिन पेल्टियर तत्व आ गया, और यह असेंबली का समय था।

तकनीकी हिस्सा

हमारे पास एक रेडिएटर, एक एल्यूमीनियम प्लेट, एक पेल्टियर तत्व, मुट्ठी भर रेडियो घटक, फ़ॉइल पीसीबी का एक टुकड़ा और विभिन्न प्रकार के स्क्रू और नट थे। मुझे आगे याद नहीं है.

तो, सभी घटक इकट्ठे हो गए हैं, आप संयोजन शुरू कर सकते हैं।

मैं उस प्लेट के लिए माफी मांगता हूं जिसे दो स्थानों पर चिह्नित और ड्रिल किया गया था - बाद में मुझे यह ख्याल आया कि पूरी असेंबली प्रक्रिया की शुरुआत से ही तस्वीर लेना अच्छा होगा।

पहली परेशानी जो मेरा इंतजार कर रही थी वह रेडिएटर पर लगा 12-वोल्ट मानक पंखा था। चूँकि मैं केवल 5 वोल्ट का उत्पादन करने जा रहा हूँ, और यहाँ तक कि काफी कम अधिकतम करंट पर भी, यह एक समस्या पैदा कर सकता है।

सबसे पहले, मैंने पर्म के सभी रेडियो और कंप्यूटर स्टोरों में अपना चारा डाला, लेकिन कहीं भी 5-वोल्ट 80x80 मिलीमीटर पंखा नहीं था। और यदि थे भी, तो वे आकार में छोटे थे और उनमें 200 mA से अधिक का करंट था, जो कि बहुत अधिक था।

फिर मैंने eBay पर कुछ खोजबीन की और पाया कि मुझे जिस पंखे की ज़रूरत थी उसकी कीमत 300 रूबल थी। लेकिन त्वरित डिलीवरी की आशा करना व्यर्थ था, और इसलिए मैंने बैकअप के रूप में इस विकल्प को छोड़ दिया।

और सभी खोज के बाद ही मैंने मानक 12-वोल्ट पंखे को 5-वोल्ट वोल्टेज स्रोत से जोड़ने का अनुमान लगाया। यह पता चला कि यह काफी अच्छी तरह से उड़ता है, और साथ ही बहुत अधिक करंट की खपत नहीं करता है। इसलिए, मैंने इसे अभी के लिए छोड़ने का फैसला किया, और परीक्षण के बाद, यदि आवश्यक हो, तो eBay पर एक पंखा ऑर्डर किया।

मैंने एक एल्यूमीनियम प्लेट को चिह्नित किया और रेडिएटर को माउंट करने के लिए उसमें दो छेद और वोल्टेज कनवर्टर बोर्ड के लिए दो छेद किए। मैंने 4 मिलीमीटर (डिज़ाइनर के स्क्रू के लिए) के व्यास वाले छेद बनाए, और स्क्रू हेड्स को छिपाने के लिए बाहर की तरफ मैंने उन्हें 7.5 मिलीमीटर तक चौड़ा किया। उसके बाद, मैंने एक फ़ाइल के साथ तेज कोनों को गोल किया और प्लेट की सभी सतहों पर मोटे सैंडपेपर के साथ चला गया, और जहां पेल्टियर तत्व दबाया गया था वहां बारीक सैंडपेपर के साथ चला गया।

इस बिंदु पर, मैंने सब्सट्रेट के प्रसंस्करण को पूरा माना और वोल्टेज कनवर्टर का निर्माण शुरू किया।
पल्स बूस्ट वोल्टेज कनवर्टर को L6920 IC पर असेंबल किया गया है, जो 0.8 वोल्ट के इनपुट वोल्टेज पर काम करना शुरू करता है और आपको इसके आउटपुट से 3.3 या 5 वोल्ट के एक निश्चित वोल्टेज या 1.8 से 5.5 वोल्ट तक के वेरिएबल को हटाने की अनुमति देता है।

कनवर्टर का योजनाबद्ध आरेख विशिष्ट है और डेटाशीट से लिया गया है।

सर्किट के आउटपुट पर 5 वोल्ट प्राप्त करने के लिए, लेग 1 को आम तार से जोड़ा जाता है। जब इनपुट वोल्टेज 1.5 वोल्ट से नीचे चला जाता है तो इसे पिन 3 पर निम्न स्तर पर आउटपुट देने के लिए भी कॉन्फ़िगर किया गया है।

सर्किट के लिए, एक मुद्रित सर्किट बोर्ड बिछाया गया था, जिस पर बच्चों के डिजाइनर सेट से समान भागों का उपयोग करके बेस-सब्सट्रेट को बन्धन प्रदान किया गया था। मुझे बोर्ड के अधिक गरम होने की चिंता नहीं है, क्योंकि यह रेडिएटर से निकलने वाले वायु प्रवाह के कारण ठंडा हो गया है।

मुझे उस केस के मैक्रो के साथ छेड़छाड़ करनी पड़ी जिसमें मेरे द्वारा खरीदा गया माइक्रोसर्किट था। स्टोर की वेबसाइट पर कहा गया था कि यह SSOP-8 केस में था। जैसा कि यह पता चला है, स्प्रिंट लेआउट मैक्रोज़ के मानक सेट में ऐसा कोई मामला नहीं है। मुझे SSOP-8 केस का एक चित्र मिला और एक मैक्रो बनाया, जिसके बाद मैंने बोर्ड को रूट किया। एक परीक्षण प्रिंट के बाद, यह पता चला कि माइक्रोक्रिकिट कुछ हद तक चौड़ा है और इसके संपर्क पैड पर फिट नहीं बैठता है। एक विशिष्ट चिप मॉडल (L6920D) को गूगल पर खोजने से मैं चिप-डिप वेबसाइट पर पहुंचा, जहां मुझे पता चला कि इंडेक्स D वाला IC TSSOP-8 पैकेज में निर्मित होता है। अपना सिर खुजलाने पर, मुझे इस मामले का एक चित्र मिला, एक मैक्रो बनाया और बोर्ड को फिर से रूट किया। अब सब कुछ सही निकला.

बोर्ड को LUT का उपयोग करके बनाया गया और असेंबल किया गया। यह पता चला कि हेयर ड्रायर के बिना TSSOP-8 केस को सोल्डर करना बहुत असुविधाजनक है। लेकिन हम अनुभवी लोग हैं, हमने 0.4 मिलीमीटर की पिन पिच के साथ एफटीडीआई माइक्रोसर्किट को सोल्डर किया है।

अब आप पेल्टियर तत्व और रेडिएटर स्थापित करना शुरू कर सकते हैं। मैंने सब्सट्रेट और रेडिएटर को तत्व के संपर्क के बिंदुओं पर थर्मल पेस्ट से लेपित किया। फिर उसने परिणामी "सैंडविच" को नट्स के साथ कस दिया।

यह पता चला कि कनवर्टर बोर्ड फिट नहीं है, इनपुट कनेक्टर रेडिएटर पर टिका हुआ है, मैंने थोड़ा गलत अनुमान लगाया। मैंने माउंटिंग ब्रैकेट को पलट दिया, बोर्ड को बाहर लटका दिया, और तत्वों को यांत्रिक क्षति से बचाने के लिए दो और ब्रैकेट जोड़े। यहां बताया गया है कि हमारा अंत क्या हुआ:

अब आप जनरेटर की कार्यक्षमता की जांच कर सकते हैं। मैंने इसे गैस बर्नर पर गर्म किया। मैंने फैसला किया कि अभी पंखा नहीं लगाऊंगा।

आरंभ करने के लिए, यह पता चला कि मैंने तत्व को कनवर्टर से जोड़ने की ध्रुवीयता को मिश्रित कर दिया है। हालाँकि सब कुछ सही लग रहा था - काला तार ऋणात्मक है, लाल तार धनात्मक है। हालाँकि, जनरेटर काम नहीं करना चाहता था। फिर मैंने तत्व कनेक्शन की ध्रुवता बदल दी।

जनरेटर ने काम करना शुरू कर दिया - पहले दोनों एलईडी जलीं, जिससे आउटपुट पर 5 वोल्ट और इनपुट पर कम वोल्टेज की उपस्थिति का संकेत मिला, फिर लाल एलईडी बंद हो गई - वोल्टेज डेढ़ वोल्ट से ऊपर बढ़ गया।

मेरी नाराजगी के लिए, यह पता चला कि पंखे के बिना, सिस्टम को संचालित करने के कुछ मिनटों के बाद, रेडिएटर काफ़ी गर्म हो गया। यह उस तरह से काम नहीं करेगा.

अगले दिन, मैं धातु बाजार और कई कंप्यूटर कबाड़ी बाजारों में घूमा, लेकिन जब मैंने 5-वोल्ट पंखों के बारे में पूछा, तो उन्होंने हर जगह अपने कंधे उचकाए और मुझे "वहां उस जगह" जाने की सलाह दी, जहां मैं पहले ही जा चुका हूं। कुछ मिनट पहले. नतीजा यह हुआ कि मैं खाली हाथ घर लौट आया।

घर पर, मैंने कनवर्टर के 5-वोल्ट आउटपुट से एक मानक 12-वोल्ट पंखे को बिजली देने पर एक प्रयोग किया। नतीजों ने मुझे खुश नहीं किया - कनवर्टर ने, स्पष्ट अनिच्छा के साथ, लाल एलईडी को बंद कर दिया, और पंखा शुरू करने की कोशिश में कई सेकंड तक कमजोर रूप से हिलता रहा। आधी शक्ति पर चल रहे पंखे से हवा का प्रवाह सामान्य शीतलन के लिए पर्याप्त नहीं था - रेडिएटर उतनी ही तेजी से गर्म हो गया, हालाँकि अब इससे मेरी उंगलियाँ नहीं जलीं। अंत में, मैंने eBay से पंखा ऑर्डर करने का निर्णय लिया।

परिणाम

जेनरेशन मोड में पेल्टियर तत्व की कम दक्षता के बावजूद, मुझे अभी भी एक मध्यवर्ती परिणाम मिला - जब एक पोर्टेबल बैटरी को कनवर्टर के आउटपुट में 1000 एमए के घोषित चार्ज करंट के साथ जोड़ा गया, तो जनरेटर लगभग करंट पैदा करने में सक्षम था 600 एमए. मुझे लगता है कि यह करंट ग्रेट आर्कटिक फॉक्स की स्थितियों में अधिकांश गैजेट्स को चार्ज करने के लिए काफी है।

जब पंखा आएगा (इबे मार्च के मध्य से अप्रैल की शुरुआत तक का वादा करता है), मैं कूलिंग की जांच करूंगा। साथ ही, आपको "मुकाबला" स्थितियों में - आग लगने पर जनरेटर के संचालन का परीक्षण करने की आवश्यकता होगी।

मैं फ़ोटो की गुणवत्ता के लिए क्षमा चाहता हूँ - मैं ज़्यादा फ़ोटोग्राफ़र नहीं हूँ। उस लेख का लिंक जिसने मुझे प्रेरित किया।

कई नए इलेक्ट्रीशियन एक बहुत लोकप्रिय प्रश्न में रुचि रखते हैं - बिजली को मुफ्त और साथ ही स्वायत्त कैसे बनाया जाए। अक्सर, उदाहरण के लिए, जब बाहर प्रकृति में जाते हैं, तो फोन को रिचार्ज करने या लैंप चालू करने के लिए आउटलेट की भारी कमी होती है। इस मामले में, पेल्टियर तत्व के आधार पर इकट्ठा किया गया एक घरेलू थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल आपकी मदद करेगा। ऐसे उपकरण का उपयोग करके, आप 5 वोल्ट तक के वोल्टेज के साथ करंट उत्पन्न कर सकते हैं, जो डिवाइस को चार्ज करने और लैंप को कनेक्ट करने के लिए काफी है। इसके बाद, हम आपको बताएंगे कि अपने हाथों से थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर कैसे बनाया जाए, चित्रों में और एक वीडियो उदाहरण के साथ एक सरल मास्टर क्लास प्रदान की जाए!

संचालन के सिद्धांत के बारे में संक्षेप में

ताकि भविष्य में आप समझ सकें कि होममेड थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर को असेंबल करते समय कुछ स्पेयर पार्ट्स की आवश्यकता क्यों होती है, आइए पहले पेल्टियर तत्व की संरचना और यह कैसे काम करता है, इसके बारे में बात करते हैं। इस मॉड्यूल में सिरेमिक प्लेटों के बीच स्थित क्रमिक रूप से जुड़े थर्मोकपल होते हैं, जैसा कि नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है।

जब विद्युत धारा ऐसे सर्किट से गुजरती है, तो तथाकथित पेल्टियर प्रभाव होता है - मॉड्यूल का एक तरफ गर्म होता है, और दूसरा ठंडा होता है। हमें इसकी ज़रूरत क्यों है? सब कुछ बहुत सरल है, यदि आप विपरीत क्रम में कार्य करते हैं: प्लेट के एक तरफ को गर्म करें और दूसरे को ठंडा करें, तदनुसार आप कम वोल्टेज और करंट की बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। हमें उम्मीद है कि इस स्तर पर सब कुछ स्पष्ट है, इसलिए हम मास्टर कक्षाओं की ओर बढ़ते हैं जो स्पष्ट रूप से बताएंगे कि अपने हाथों से थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर क्या और कैसे बनाना है।

असेंबली मास्टर क्लास

इसलिए, हमें इंटरनेट पर भट्टी और पेल्टियर तत्व पर आधारित घरेलू बिजली जनरेटर को असेंबल करने के लिए बहुत विस्तृत और साथ ही सरल निर्देश मिले। आरंभ करने के लिए, आपको निम्नलिखित सामग्री तैयार करनी होगी:

• पेल्टियर तत्व स्वयं मापदंडों के साथ: अधिकतम वर्तमान 10 ए, वोल्टेज 15 वोल्ट, आयाम 40 * 40 * 3.4 मिमी। अंकन - टीईसी 1-12710।
• कंप्यूटर से एक पुरानी बिजली आपूर्ति (इससे केवल केस की आवश्यकता होती है)।
• निम्नलिखित तकनीकी विशेषताओं के साथ वोल्टेज स्टेबलाइज़र: इनपुट वोल्टेज 1-5 वोल्ट, आउटपुट वोल्टेज - 5 वोल्ट। थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर को असेंबल करने का यह निर्देश यूएसबी आउटपुट के साथ एक मॉड्यूल का उपयोग करता है, जो आधुनिक फोन या टैबलेट को रिचार्ज करने की प्रक्रिया को सरल बना देगा।
• रेडिएटर. आप इसे कूलर से तुरंत प्रोसेसर से ले सकते हैं, जैसा कि फोटो में दिखाया गया है।
• ऊष्ण पेस्ट।

सभी सामग्री तैयार करने के बाद, आप स्वयं उपकरण बनाना शुरू कर सकते हैं। इसलिए, आपको यह स्पष्ट करने के लिए कि स्वयं जनरेटर कैसे बनाया जाए, हम चित्रों और विस्तृत विवरण के साथ चरण-दर-चरण मास्टर क्लास प्रदान करते हैं:

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर निम्नानुसार काम करता है: आप भट्टी के अंदर लकड़ी डालते हैं, उसमें आग लगाते हैं और कुछ मिनट तक प्रतीक्षा करते हैं जब तक कि प्लेट का एक तरफ गर्म न हो जाए। फोन को रिचार्ज करने के लिए, विभिन्न पक्षों के तापमान के बीच का अंतर लगभग 100 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। यदि शीतलन भाग (रेडिएटर) गर्म हो जाता है, तो इसे सभी संभावित तरीकों से ठंडा करने की आवश्यकता है - धीरे से उस पर पानी डालें, एक मग डालें उस पर बर्फ, आदि

और यहां एक वीडियो है जो स्पष्ट रूप से दिखाता है कि घर का बना लकड़ी जलाने वाला विद्युत जनरेटर कैसे काम करता है:

आग से बिजली पैदा करना

आप ठंडी तरफ एक कंप्यूटर पंखा भी स्थापित कर सकते हैं, जैसा कि पेल्टियर तत्व के साथ होममेड थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के दूसरे संस्करण में दिखाया गया है:

इस मामले में, कूलर जनरेटर सेट की शक्ति का एक छोटा सा अंश उपयोग करेगा, लेकिन परिणामी प्रणाली अधिक कुशल होगी। टेलीफोन चार्जिंग के अलावा, पेल्टियर मॉड्यूल का उपयोग एलईडी के लिए बिजली के स्रोत के रूप में किया जा सकता है, जो जनरेटर का उपयोग करने के लिए समान रूप से उपयोगी विकल्प है। वैसे, होममेड थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का दूसरा संस्करण दिखने और डिज़ाइन में थोड़ा समान है। शीतलन प्रणाली के अलावा एकमात्र उन्नयन, तथाकथित बर्नर की ऊंचाई को समायोजित करने की क्षमता है। ऐसा करने के लिए, तत्व का लेखक CD-ROM के "बॉडी" का उपयोग करता है (फोटो में से एक स्पष्ट रूप से दिखाता है कि आप स्वयं डिज़ाइन कैसे बना सकते हैं)।

यदि आप इस विधि का उपयोग करके अपने हाथों से थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर बनाते हैं, तो आपके आउटपुट पर 8 वोल्ट तक वोल्टेज हो सकता है, इसलिए अपने फोन को चार्ज करने के लिए, एक कनवर्टर कनेक्ट करना न भूलें जो आउटपुट पर केवल 5 वोल्ट छोड़ेगा।

खैर, घर के लिए घरेलू बिजली स्रोत के अंतिम संस्करण को निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है: एक तत्व - दो एल्यूमीनियम "ईंटें", एक तांबे का पाइप (पानी ठंडा करने वाला) और एक बर्नर। परिणाम एक प्रभावी जनरेटर है जो आपको घर पर मुफ्त बिजली बनाने की अनुमति देता है!

पेल्टियर तत्वों पर आधारित थर्मोजेनरेटर को संचालित करने का सबसे अच्छा समय, निश्चित रूप से, सर्दी है। क्योंकि कुछ भी पाने के लिए उन्हें अच्छी तरह से ठंडा करने की आवश्यकता होती है।

एक शक्तिशाली जनरेटर के परीक्षण में 12 TEC1-12706 पेल्टियर मॉड्यूल का उपयोग किया गया था। इस चीनी स्टोर में सबसे सस्ता और सबसे लोकप्रिय सामान बेचा जाता है। इसके लिए कूलिंग कूलर है.

दिखाए गए उदाहरण में शीतलन 5.4 वाट, 12 वोल्ट पंखे द्वारा प्रदान किया गया था।

पेल्टियर तत्व क्या है, इसकी विशेषताएं क्या हैं, यह कैसे काम करता है और काम करने वाले मॉडलों का डिज़ाइन हमारी वेबसाइट पर कई लेखों में वर्णित है, जिसे आप सुविधाजनक खोज बार के माध्यम से आसानी से पा सकते हैं।

प्रयोग का उद्देश्य यह पता लगाना है कि सबसे सस्ता चीनी थर्मोकपल सर्दी के मौसम में अधिकतम कितनी बिजली पैदा कर सकता है।
इसलिए, प्रयोग की शुरुआत के साथ, स्टोव जलाया गया, जब लकड़ी थोड़ी भड़क गई, तो थर्मोजेनरेटर ने काम करना शुरू कर दिया और पंखा चालू हो गया। यह थर्मोकपल के ठंडे हिस्से को ठंडा करता है। योजना सरल है. वीडियो के अंत में दिखाया गया है कि ऐसे थर्मोजेनरेटर को कैसे असेंबल किया जाता है।

प्रयोग के दौरान, इस जनरेटर का अधिकतम ओपन सर्किट वोल्टेज हासिल किया जाएगा। फिर, एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके, यह वोल्टेज बिल्कुल आधा कर दिया जाएगा। यह जनरेटर प्रतिरोध और लोड प्रतिरोध को समतल करता है। फिर जनरेटर और लोड में समान मात्रा में बिजली नष्ट हो जाती है। यह 50 प्रतिशत बिजली देगा, या यूं कहें कि वितरित बिजली की 50% दक्षता देगा। यह केवल 50% की दक्षता के अनुरूप है। लेकिन इस अनुपात में ऐसी बिजली का उत्पादन अधिकतम होगा। परंतु अधिकतम विद्युत संचरण इसी अनुपात से ही होता है!
जैसे-जैसे भट्ठी गर्म होती है, विद्युत जनरेटर द्वारा उत्पादित वोल्टेज बढ़ता है। पंखे ने रफ्तार पकड़ ली है, यह 5.5 वॉट की पावर वाला काफी पावरफुल पंखा है। इसलिए, यह शक्ति का कुछ हिस्सा अपने पास ले लेगा। अब जो शक्ति निर्धारित होगी वह उपयोगी शक्ति होगी। वोल्टेज 26 वोल्ट से ऊपर नहीं बढ़ता है। हम पोटेंशियोमीटर को जोड़ते हैं और प्रतिरोध जोड़ना शुरू करते हैं।

अब हम धीरे-धीरे वोल्टेज को 13 वोल्ट तक बढ़ाते हैं। दर्ज की गई शक्ति 9 वाट थी। जब सेटिंग की जा रही थी, जनरेटर गर्म हो गया और बिजली 1.5 वाट कम हो गई।
हम थोड़े समय के लिए 9 वॉट तक पहुंचने में सक्षम थे। लेकिन तभी बिजली गिर गई और लगभग 7.5 वाट पर रुक गई। लेकिन ये आंकड़ा स्थिर रहा. यह पावर किसी भी फोन, स्मार्टफोन या टैबलेट को चार्ज करने के लिए काफी है।

12 पेल्टियर तत्वों से, प्रति तत्व 0.5 वाट या अधिक प्राप्त होता है। शून्य डिग्री के वायु तापमान पर, यह वायु शीतलन के लिए एक अच्छा संकेतक है। -20 के तापमान पर, परिणाम अधिक परिमाण का होगा। इसलिए, प्रति पेल्टियर तत्व एक वाट तक भी प्राप्त करना काफी संभव है, लेकिन अत्यधिक ठंड में।
अब पंखे को वॉटमीटर के माध्यम से जोड़ा जाएगा ताकि यह देखा जा सके कि इसके संचालन पर कितनी उपयोगी ऊर्जा खर्च होती है। डिवाइस ने 6 वाट दिखाया। यदि यह पंखा न होता, तो इस थर्मल जनरेटर की शक्ति में 5-6 वाट और जोड़ना संभव होता।
प्रयोग को जारी रखने के लिए पंखे को बंद करने की योजना बनाई गई ताकि बर्फ का उपयोग करके शीतलन किया जा सके। पंखे को रीसेट करने के बाद, रेडिएटर भारी मात्रा में बर्फ से ढक जाएगा। हालाँकि, प्रयोग में एक अप्रत्याशित दुर्घटना घटी। पंखा हटा दिए जाने के बाद, स्टोव ज़्यादा गरम हो गया और पेल्टियर तत्वों में से एक विफल हो गया, और ठंडा किए बिना पिघल गया। सिस्टम ने संपर्क खो दिए हैं. इसलिए, पंखा इस उपकरण में एक उपयोगी तत्व है। सुरक्षा के लिए सुरक्षात्मक ग्रिल्स का उपयोग करना आवश्यक है।

निष्कर्ष इस प्रकार है: अच्छी ठंढ में लगभग 1 वाट प्रति पेल्टियर तत्व प्राप्त किया जा सकता है। ऐसे स्थान हैं, उदाहरण के लिए याकुतिया या सुदूर उत्तर, जहां तापमान शून्य से 50 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। अतः किसी तत्व से 1 वाट प्राप्त करना आसान होगा। कल्पना कीजिए कि एक यर्ट में एक स्टोव है, और उसके पीछे 1 x 2 मीटर की एक दीवार है। गर्म पक्ष स्टोव के अंदर है, और ठंडा पक्ष बाहर है, जहां ठंढ और हवा है। ऐसे तत्वों के एक वर्ग मीटर से आप 0.5 किलोवाट तक बिजली निकाल सकते हैं। यानी 2 वर्ग मीटर से आप एक किलोवाट तक बिजली पा सकते हैं।

तत्वों पर आधारित ऐसी शक्तिशाली भट्टियाँ रूस में निर्मित होती हैं। इन्हें "विद्युत उत्पन्न करने वाली भट्ठी इंडिगिरका" कहा जाता है। आप उन्हें इस स्टोर से खरीद सकते हैं, डिस्काउंट कोड 11920924।

ऐसे थर्मोजेनरेटर का डिज़ाइन बेहद सरल है। सबसे सस्ते चीनी पेल्टियर तत्वों में से 12 को दो एल्यूमीनियम रेडिएटर्स के बीच क्लैंप किया गया है, जिनकी सतह चिकनी, आदर्श रूप से पॉलिश होनी चाहिए। स्वाभाविक रूप से, थर्मोलेमेंट के प्रत्येक तरफ थर्मल पेस्ट लगाया जाता है। हम रेडिएटर्स को बोल्ट से मोड़ते हैं और उन्हें तारों से जोड़ते हैं। हम कूलर जोड़ते हैं, अधिमानतः अधिक शक्तिशाली। खैर, चूल्हा ही। यह गैल्वनाइज्ड स्टील का एक टुकड़ा है, जो स्टेनलेस स्टील से बेहतर है। बोल्ट के साथ गर्म रेडिएटर से जुड़ जाता है। फिर हवा के सेवन के लिए 7-8 मिमी छेद वाला एक तल बनाया जाता है।

इस प्रयोग का सिलसिला जारी है. इसे खोजने के लिए, साइट खोज में लिखें: एयर-कूल्ड पेल्टियर।

प्रशीतन उपकरण और वायु शीतलन प्रणाली रोजमर्रा की जिंदगी के अभिन्न अंग हैं। हालाँकि, मानक रेफ्रिजरेंट-आधारित बल्क डिज़ाइन कूलर बैग जैसे मोबाइल अनुप्रयोगों के लिए व्यावहारिक नहीं हैं। ऐसे मामलों में, ऐसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो पेल्टियर प्रभाव पर आधारित होते हैं, जिनके बारे में हम इस सामग्री में विस्तार से चर्चा करेंगे।

पेल्टियर तत्व या थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर एक थर्मोकपल पर आधारित होता है जिसमें पी- और एन-प्रकार की चालकता वाले दो तत्व होते हैं, जो एक कनेक्टिंग कॉपर प्लेट से जुड़े होते हैं। ज्यादातर मामलों में हिस्से बिस्मथ, टेल्यूरियम, एंटीमनी और सेलेनियम से बने होते हैं। ऐसे उपकरणों का उपयोग घरेलू शीतलन प्रणालियों में किया जाता है, और इनमें ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता भी होती है।

यह क्या है?

घटना और पेल्टियर शब्द 1834 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जीन-चार्ल्स पेल्टियर द्वारा की गई एक खोज का सुझाव देते हैं। खोज का सार यह है कि गर्मी लगातार उस क्षेत्र में जारी या अवशोषित होती है जहां दो अलग-अलग निर्देशित कंडक्टरों के बीच संपर्क होता है जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है।

शास्त्रीय सिद्धांत इस घटना को इस प्रकार समझाता है: विद्युत प्रवाह की मदद से, विभिन्न चालकता स्तरों वाले धातु कंडक्टरों पर संपर्क संभावित अंतर के आधार पर, इलेक्ट्रॉनों को धातुओं के बीच स्थानांतरित किया जाता है, तेज या धीमा किया जाता है। इस प्रकार पेल्टियर तत्व गतिज ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में बदलने में योगदान करते हैं।

विपरीत प्रभाव दूसरे कंडक्टर पर होता है, जहां भौतिकी के मौलिक नियम के आधार पर ऊर्जा पुनःपूर्ति आवश्यक है। यह स्थिति थर्मल कंपन की प्रक्रिया के कारण उत्पन्न होती है, जिसके परिणामस्वरूप दूसरे कंडक्टर की धातु ठंडी हो जाती है।

आधुनिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके, अधिकतम थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के साथ पेल्टियर मॉड्यूल का उत्पादन करना संभव है।

डिजाइन और संचालन का सिद्धांत

आधुनिक पेल्टियर मॉड्यूल एक डिज़ाइन है जिसमें दो इंसुलेटिंग प्लेट होते हैं, और थर्मोकपल उनके बीच सख्त क्रम में जुड़े होते हैं। इस तत्व की कार्यप्रणाली को बेहतर ढंग से समझने के लिए इसका एक मानक आरेख चित्र में दिखाया गया है।

संरचनात्मक तत्वों के पदनाम:

• ए - संपर्क जिसके माध्यम से बिजली स्रोत से कनेक्शन बनाया जाता है;
• बी - गर्म सतह;
• सी - ठंडा पक्ष;
• डी - तांबे के कंडक्टर;
• ई - पी-जंक्शन अर्धचालक;
• एफ-एन प्रकार का अर्धचालक।

तत्व का निर्माण इस प्रकार किया जाता है कि दोनों सतहें ध्रुवता के आधार पर पी-एन या एन-पी जंक्शनों के संपर्क में हों। पी-एन संपर्क गर्म हो जाते हैं और एन-पी तापमान कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, तत्व के सिरों पर तापमान अंतर DT दिखाई देता है। इस प्रभाव का मतलब है कि मॉड्यूल के तत्वों के बीच चलने वाली तापीय ऊर्जा ध्रुवता के आधार पर तापमान को नियंत्रित करती है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब ध्रुवता उलट जाती है, तो गर्म और ठंडी सतहें बदल जाती हैं।

विशेष विवरण

पेल्टियर तत्व के तकनीकी पैरामीटर निम्नलिखित मान मानते हैं:

• शीतलन क्षमता (क्यूमैक्स) - वर्तमान सीमा और मॉड्यूल के सिरों के बीच तापमान अंतर के आधार पर गणना की जाती है। माप की इकाई – वाट;
• अधिकतम तापमान अंतर (डीटीमैक्स) - डिग्री में मापा जाता है, यह विशेषता इष्टतम स्थितियों के लिए दी जाती है;
• Imax अधिक तापमान अंतर सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक अधिकतम विद्युत धारा है;
• अधिकतम वोल्टेज यूमैक्स, जो अधिकतम तापमान अंतर डीटीमैक्स प्राप्त करने के लिए विद्युत प्रवाह आईमैक्स के लिए आवश्यक है;
• प्रतिरोध - डिवाइस का आंतरिक प्रतिरोध, ओम में मापा जाता है;
• सीओपी पेल्टियर मॉड्यूल का दक्षता गुणांक या दक्षता है, जो शीतलन और बिजली की खपत के अनुपात को दर्शाता है। डिवाइस की विशेषताओं के आधार पर, सस्ते उपकरणों के लिए संकेतक 0.3-0.35 की सीमा में है, अधिक महंगे मॉडल के लिए यह 0.5 तक भिन्न होता है।

मोबाइल पेल्टियर तत्व के फायदे इसके छोटे आकार, प्रक्रिया की प्रतिवर्तीता और पोर्टेबल इलेक्ट्रिक जनरेटर या रेफ्रिजरेटर के रूप में उपयोग करने की क्षमता हैं।

मॉड्यूल के नुकसान इसकी उच्च लागत, 3% के भीतर कम दक्षता, उच्च ऊर्जा लागत और तापमान की स्थिति में लगातार अंतर बनाए रखने की आवश्यकता है।

आवेदन

यहां तक ​​कि कम दक्षता गुणांक को ध्यान में रखते हुए, पेल्टियर मॉड्यूल में प्लेटों का व्यापक रूप से मापने और कंप्यूटिंग उपकरणों के साथ-साथ पोर्टेबल घरेलू उपकरणों में उपयोग किया जाता है। यहां उन उपकरणों की सूची दी गई है जिनमें मॉडल एक अभिन्न अंग हैं:

• पोर्टेबल प्रशीतन उपकरण;
• छोटे बिजली जनरेटर;
• पीसी और लैपटॉप में कूलिंग कॉम्प्लेक्स;
• पीने के पानी को गर्म करने और ठंडा करने के लिए कूलर;
• डीह्यूमिडिफ़ायर.

कनेक्ट कैसे करें

आप पेल्टियर मॉड्यूल को स्वयं कनेक्ट कर सकते हैं; इसमें अधिक समय और प्रयास की आवश्यकता नहीं होगी। आउटपुट संपर्कों को निरंतर वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए, जो डिवाइस के ऑपरेटिंग निर्देशों में निर्दिष्ट है। लाल तार सकारात्मक से जुड़ा है, और काला तार नकारात्मक से। कृपया ध्यान दें कि जब ध्रुवता उलट जाती है, तो गर्म और ठंडी सतहें अपना स्थान बदल लेंगी।

कनेक्ट करने से पहले, तत्व की कार्यक्षमता की जांच करने की अनुशंसा की जाती है। किसी डिवाइस की जांच करने के सरल और विश्वसनीय तरीकों में से एक स्पर्श विधि है: ऐसा करने के लिए, आपको डिवाइस को विद्युत स्रोत से कनेक्ट करना होगा और विभिन्न संपर्कों को छूना होगा। सामान्य रूप से कार्य करने वाले उपकरण में कुछ संपर्क गर्म और अन्य ठंडे होंगे।

आप मल्टीमीटर और लाइटर का उपयोग करके भी जांच कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको जांच को डिवाइस के संपर्कों से कनेक्ट करना होगा, लाइटर को एक तरफ लाना होगा और मल्टीमीटर की रीडिंग का निरीक्षण करना होगा। यदि पेल्टियर तत्व मानक मोड में काम करता है, तो हीटिंग प्रक्रिया के दौरान एक तरफ विद्युत प्रवाह उत्पन्न होगा, और वोल्टेज डेटा मल्टीमीटर स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाएगा।

अपने हाथों से पेल्टियर तत्व कैसे बनाएं

इसकी कम लागत और कार्यशील तत्व बनाने के लिए विशेष ज्ञान की आवश्यकता के कारण घर पर पेल्टियर तत्व का निर्माण करना उचित नहीं है। हालाँकि, आप अपने हाथों से एक प्रभावी मोबाइल थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर को असेंबल कर सकते हैं, जो देश में या कैंपिंग ट्रिप पर उपयोगी होगा।

विद्युत वोल्टेज को स्थिर करने के लिए, आपको L6920 IC चिप का उपयोग करके एक मानक कनवर्टर को स्वयं असेंबल करना होगा। डिवाइस के इनपुट पर 0.8-5.5 V का वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए, और आउटपुट पर यह 5 V का उत्पादन करेगा, यह मान मानक मोड में मोबाइल उपकरणों की बैटरी को चार्ज करने के लिए पर्याप्त है। यदि एक मानक पेल्टियर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का उपयोग किया जाता है, तो गर्म सतह की तापमान सीमा को 150 डिग्री तक सीमित करना आवश्यक होगा। तापमान को आसानी से नियंत्रित करने के लिए, उबलते पानी के एक बर्तन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, फिर मॉडल 100 डिग्री से ऊपर गर्म नहीं होगा।

एयर कंडीशनर में आधुनिक घरेलू उपकरणों को ठंडा करने के लिए पेल्टियर प्लेटों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; विशेष रूप से, थर्मल शासन को स्थिर करने और एक शक्तिशाली प्रोसेसर को ठंडा करने के लिए डिवाइस की प्रभावशीलता साबित हुई है। पेल्टियर तत्व के आधार पर, कुशल मोबाइल रेफ्रिजरेटर अक्सर गर्मियों के घर या कार के लिए घर पर बनाए जाते हैं, जो रेडिएटर को शक्ति प्रदान करते हैं। प्रक्रिया की प्रतिवर्तीता के कारण, घरेलू तत्वों का उपयोग बिजली के स्रोत के बिना क्षेत्रों में मोबाइल छोटे बिजली संयंत्रों के रूप में किया जाता है।