Ako môže teplo produkovať elektrickú energiu?

1. Ako môže teplo produkovať elektrickú energiu? Šimon Varga VIII.A – ZŠ Tribečská Topoľčany p. učiteľka Viera Glosová

2. Termočlánok • Termočlánok je zdroj elektrického prúdu, používaný predovšetkým ako snímač teploty. Využíva princíp termoelektrického javu. Môže byť prípadne používaný aj ako spoľahlivý zdroj elektrického prúdu, ale jeho energetická účinnosť a výkon sú malé. • Seebeckov jav (alebo tiež termoelektrický jav) je priamou premenou rozdielu teplôt na elektrické napätie. Peltierov jav a Seebeckov jav sú vlastne opaky seba navzájom.

3. kov (materiál) Značka Ut[mV/100°C] • bizmut Bi -5,2 • konštantán Ni Cu Mn -3,47 • nikel Ni -1,92 • paladium Pd -0,28 • platina Pt 0 • uhlík C +0,25 • wolfram W +0,65 • rhodium Rh +0,65 • meď Cu +0,72 • iridium Ir +0,68 • zlato Au +0,80 • molybden Mo +1,16 • železo Fe +1,87 • nikelchrom NiCr +2,20 • kremík Si +44,08 • telur Te +50

4. Schéma termočlánku • V nasledujúcom obvode môže byť merané napätie U • SA a SB sú Seebeckove koeficienty kovov A a B, T1 a T2 sú teploty spojov. Seebeckove koeficienty sú nelineárne a závisia na teplote vodičov, použitom materiáli a jeho molekulárnej štruktúre. • Jav sa využíva pre priamu výrobu elektrickej energie z tepla, čiže tam kde máme k dispozícii zdroj tepla, resp. teplotný spád. V praxi sa efekt častejšie využíva pre nepriame meranie teploty, kde sa článok použije ako teplotný snímač (senzor) a merané napätie je ekvivalentné rozdielu teplôt povrchov článku.

5. Predpoklad • Podľa mňa sa dá vyrobiť z tepla el. energia. Dočítal som sa, že pomocou Peltierovho termočlánku je to možné. Peltierov termočlánok je elektronický stavebný prvok, ktorý pri pretekaní elektrického prúdu vyvinie rozdielne teploty na stykových plochách dvoch vodičov (jedna plocha sa schladí a druhá sa zohreje, (tzv. Peltierov jav), alebo opačne, pri dodaní rozdielnych teplôt vzniká elektrický prúd (tzv. Seebeckov jav). Overiť som si to chcel vlastným pokusom. Keďže tento Peltierov termočlánok nemám, skúsil som to pomocou dvoch drôtov z rôzneho materiálu.

6. Postup • na podložku som dal sviečku a nádobu • nad sviečku som dal dva drôty, ktoré boli spojené, jeden bol zo železa a druhý z medi, pri ďalších pokusoch som skúšal kombinovať aj iné kovy a rôzne spojenia • vždy na dva drôty som pripojil vodiče a na ne žiarovku (keď som zistil, že sa nerozsvieti, tak už len multivoltmeter) • zapálil som sviečku a pozoroval

7. Multivoltmeter Zdrojtepla (sviečka) Rôzne typy kovov a polokovov (pospájaných)

8. spojenie: uhlík a hliník 0,6 mV

9. Niekedy som pridal aj chladenie (voda) Spojenie: meď a železo

10. Spojenie: wolfrám, hliník a meď

11. Spojenie: wolfrám, hliník a meď

12. Moje zistenia • Elektrická energia sa dá vyrobiť pomocou termočlánku • El. napätie závisí od rozdielu teplôt a Seebeckových koeficientov. Keď som začal opačnú stranu termočlánku aj chladiť, tak som vyrobil viac el. napätia a keď som namiesto nejakého kovu dal kov s vyšším Seebeckovým koeficientom (alebo naopak) el. napätie sa tiež zvýšilo • Najviac el. napätia sa mi podarilo vyrobiť pomocou wolfrámu, hliníka a medi • Ak by som mal viac wolfrámu, mohol by som si vyrobiť viac termočlánkov, potom ich pospájať a tak získať väčšie množstvo el. energie • Nedokázal som síce rozsvietiť žiarovku, ale nejaké malé množstvo el.napätia som predsa len vyrobil a ak sa budem aj naďalej venovať tejto téme, tak si myslím že, dokážem vyrobiť dostatok el. napätia možno aj na žiarovku.

13. ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ