home
Nederlands
De thermoelectrische generator
Natuurkundige achtergrond
Het potentiaalverschil tussen twee met elkaar verbonden metalen (of halfgeleiders) is temperatuur afhankelijk.
Dit leidt tot twee complementaire effecten, het thermoelectrisch effect en het Peltier effect. De efficiëncy van de onzetting tussen warmtestroom en electrische stroom en vice versa is gering. Al was het alleen maar ten gevolge van de
tweede hoofdwet van de thermodynamica (
Gij zult geen perpetuum mobile maken
).
Het thermoelectrisch effect
Electrisch spanning opgewekt door temperatuurverschillen wordt gebruikt
bij thermometers. Een praktische toepassing is een platina/platina-iridium
thermokoppel die geschikt is tot een temperatuur tot boven 1200 °C. De spanning is echter klein: 38 µV/K.
In andere toepassingen wordt er gebruik van gemaakt dat de spanning weliswaar
laag is, maar door dikke metaalstrippen te gebruiken de stroom wel groot kan worden.
Het magneetveld dat daardoor opgewekt wordt, is gemakkelijk meetbaar.
Het Peltier effect
Tegenwoordig zijn redelijk efficiënte koelelementen commerciëel verkrijgbaar,
aanbevolen voor koelboxen en aan te sluiten op auto accu's.
Deze Peltier-elementen werken ook omgekeerd als thermoelectrische generator.
Referenties
A.Ganot, Traité élémentaire de Physique (Paris, 1894).
http://en.wikipedia.org/wiki/Peltier_effect#Peltier_effect
http://www.tec-microsystems.com/EN/Intro_Thermoelectric_Coolers.html
Constructie van de thermoelectrische generator
De constructie bestaat uit drie (samengestelde) Peltier-elementen van 4×4 cm,
aan de ene kant voorzien van een cuvet voor warm water, aan de andere kant
van een cuvet voor koud water.
De thermoelectrische generator in werking
Door de "warme" zijde te vullen met water van 60 °C en de andere zijde
met koud leidingwater gaat een aangesloten power-LED fel branden.
Het temperatuurverschil neemt daarbij geleidelijk af en de LED dooft
ten slotte. Dit is echter evenzeer een gevolg van het afkoelen van het
warme water als van het opwarmen van het koude water.
Door het "koude" water te vervangen door vers koud leidingwater gaat de
LED weer branden!
De steker is zo uitgevoerd dat zowel serieel bedrijf (nodig om 3V te
genereren om een witte LED te laten branden) als (gedeeltelijk)
parallel bedrijf om het apparaat als koelinstallatie te gebruiken
mogelijk is.
home (English)
Nederlands