תרמו חשמל. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

תרמו חשמל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

אם אתה מודד את החום המשתחרר בתהליך פיזי מסוים, אתה יכול לשפוט הן את נוכחות התהליך והן את עוצמת התרחשותו. במקרה זה, זה לאין ערוך נוח יותר לפעול עם כמויות חשמל.

חיישנים טרמו-אלקטריים מאפשרים לבצע מדידות על פני טווח רחב של טמפרטורות - מליבה של דוד גרעיני ועד למעמקי החלל. בהתבסס על שיטת ההמרה, ניתן לחלק חיישנים לקבוצות. קבוצה אחת כוללת חיישנים המשנים את ההתנגדות האוהמית שלהם עקב השפעת החום. אלה הם מה שנקרא תרמיסטורים, או תרמיסטורים.

תרמיסטורי PTC (מקדם טמפרטורה חיובי) הם נגדים מוליכים למחצה עם מקדם טמפרטורה חיובי. הם מגבירים בחדות את ההתנגדות שלהם כאשר חריגה מטמפרטורה אופיינית מסוימת, והם משמשים ברשתות אספקת חשמל לרכב להגנה מפני עליות זרם, כהגנה על מדחסי קירור, כנתיכים מתאפסים עצמיים, ובמספר מקרים אחרים.

תרמיסטורי NTC (מקדם טמפרטורה שלילי) הם נגדים מוליכים למחצה עם מקדם טמפרטורה שלילי. מבחינה מבנית, הם מתוכננים בצורה של דיסקים ומשמשים לפיצוי טמפרטורה של מעגלים אלקטרוניים, הגבלת זרם ההתחלה וכו'. עקומת שינוי ההתנגדות היא ליניארית רק באזורים מסוימים של שינוי הטמפרטורה, וטווח טמפרטורת הפעולה הוא -40 ...+200 מעלות צלזיוס.

בתת-קבוצה זו יש להזכיר במיוחד את התרמיסטורים NTC TPA-1 ו-TPA-2, העשויים על בסיס גבישים בודדים של יהלום מלאכותי, הנבדלים ביציבות ארוכת טווח של פרמטרים ואינרציה תרמית נמוכה באופן ייחודי. הממדים הקטנים שלהם (קוטר 1,2 מ"מ) מאפשרים לבנות אותם, למשל, לתוך מוט של מלחם. טווח טמפרטורת הפעלה - 80...600°K.

חיישנים המבוססים על תרמיסטורים הם נדיפים, כלומר. דורש מדידת מתח.

קבוצה רחבה נוספת כוללת צמדים תרמיים, כלומר. חיישנים תרמיים שבהם מופיע emf בנקודת המגע של שתי מתכות שונות (איור 1). חיישנים מסוג זה אינם נדיפים, מכיוון כאשר הצומת מחומם, ה-thermoEMF המתקבל מספיק למדי למדידות.

תרמו חשמל
איור. מספר

אם אתה מחבר שני קצוות של מוליכים העשויים ממתכות שונות ואז מחמם את הצומת, אתה יכול לראות את המראה של emf בקצוות החופשיים. גודל המגע thermoEMF אינו תלוי לא באזור המגע או בצורת המוליכים, אלא נקבע רק לפי אילו מתכות נמצאות במגע ומהי הטמפרטורה שלהן. בפרקטיקה של שימוש בצמדים תרמיים, נהוג להבחין בין שני חיבורי מוליכים - צמתים חמים וקרים. הצומת החם הוא חיבור הממוקם באזור החימום, והצומת הקר נמצא מחוץ לאזור הנמדד. במקרה זה, השם צומת קר הוא מותנה גרידא, כי המעגל החשמלי נסגר דרך העכבה של מעגל המדידה (התקן). אם שני הקצוות של הצומת הקר קצרים, ערך ה-thermoEMF יהיה אפס. באופן דומה, אם שני הצמתים מחוממים באופן שווה, הכוחות המטרידים יאוזנו על ידי הכוחות החשמליים. גודל ה-EMF מתואר בנוסחה פשוטה:

Е_Т=K_Т(T1-T2), (1)

שבו ק_т - מקדם קבוע.

מנוסחה (1) עולה כי thermoEMF פרופורציונלי להפרש הטמפרטורה בין מתכות שונות. מקדם פרופורציונלי K_T נקרא thermoEMF ספציפי, והערכים שלו לשילוב של מתכות שונות וסגסוגותיהן שונים. לדוגמה, עבור תרכובת נחושת-קונסטנטן K_T= 53 * 10^-3 mV/°C, לחיבור כסף-פלטינה K_T= 12 * 10^-3 mV/°C. כדי להשיג thermoEMF מגע, יש לחבר מתכות באמצעות ריתוך והיתוך עם אלקטרודה ניטרלית (פחמן) (רצוי בסביבת גז אינרטי או בוואקום, על מנת למנוע אפילו מולקולות של חומר זר להיכנס לצומת). תוצאות טובות מתקבלות על ידי הצטרפות באמצעות שקיעת ואקום על מצע ניטרלי של זכוכית קוורץ או קרמיקה. אז המילה "שינה" במקרה זה היא מותנית בלבד.

בתנאים חובבים, אתה יכול ליצור צמד תרמי טוב על ידי ריתוך שני חוטים עם אלקטרודת פחמן (מתח לא גבוה מ-36 V), בשילוב נחושת, קבוע, ניקרום, פכרל, ניקל וכסף. אתה יכול להשתמש במעמדי חוט מנורה חשמלית.

תחליף חלופי עבור תרמיסטורים וצמדים תרמיים יכול להיות דיודות סיליקון, והתרמו-EMF שהם מפתחים מספיק לשימוש מעשי. החיסרון הוא מגוון רחב של פרמטרים וקשיים בארגון המסקנות.

בשנות ה-30...50 של המאה ה-3 יוצרו מספר רב של גנרטורים תרמו-אלקטריים, המופעלים על ידי סוגים שונים של נוזלי קירור (מנורת נפט, גז נפט ואפילו אש). גנרטורים תרמיים שימשו גם בתחנות כוח גרעיניות. ההתעניינות בשימוש הנרחב בהם דעכה בהדרגה בשל היעילות הנמוכה מאוד, במקרה הטוב, בקושי הגיעה ל-XNUMX%. נכון, לא כל כך מזמן מומחים יפנים פיתחו גנרטור צמידים הפועל על חום גוף האדם ומפעיל מקלט טרנזיסטור.למרבה הצער, אלמנטים אלקליים זולים וסוללות ניקל-קדמיום "סגרו" את הפיתוח של גנרטורים תרמיים.

ישנו יישום נוסף של תרמו-חשמליות, או ליתר דיוק, תופעה שהתגלתה ב-1834 על ידי יצרן השענים פלטייר, שהפנה את תשומת הלב לחריגות טמפרטורה שהופיעו ליד המפגש של שני מוליכים העשויים ממתכות שונות כאשר זרם חשמלי עבר דרכם. מאוחר יותר חקר והסביר א"ח לנץ את טבעה של תופעה זו.

בניסוי של לנץ הונחה טיפת מים בשקע במפגש של שני מוליכים עשויים ביסמוט ואנטימון, שקפאו כאשר זרם עבר בכיוון אחד, ורתח בכיוון השני. התופעה שהתגלתה לראשונה על ידי פלטייר נקראה אפקט פלטייר, ואלמנטים תרמו-אלקטריים שנעשו על בסיס זה נקראו יסודות פלטיאר (איור 2).

תרמו חשמל
איור. מספר

בייצור אלמנטים, התוצאות הטובות ביותר הושגו על ידי חיבור זוגות של חומרים מוליכים למחצה: עופרת גופרית, ביסמוט, אנטימון, אבץ. באלמנטים של פלטייר, תהליך החימום והקירור יכול להיחשב כהעברת חום בהשפעת EMF מופעל מצומת אחד למשנהו וכביכול הגדלת המוליכות התרמית של המוליכים. באלמנטים של פלטייר, יש הוא צומת חם וקר, אך המתח מופעל על מעגל סגור של מתכות שונות. הצומת החם מחומם ומצננים את הצומת הקר, וככל שהחום הנוצר מוסר חזק יותר, הצומת הקר מתקרר. כאשר הקוטביות של מתח האספקה משתנה, התהליך גם משנה סימן, מה שעלול להוביל להרס של האלמנט. כדי להשיג הפרש טמפרטורה משמעותי, אתה צריך נוזל קירור טוב כדי לקרר ביעילות את הצומת החם.

נכון להיום (לפי קטלוג CHIP-DIP) מוצעים אלמנטים של פלטייר לקירור מכשירים אלקטרוניים ולמטרות אחרות בהן היעילות אינה משחקת תפקיד משמעותי.

ספרות

א.פ. איופה. אלמנטים תרמו מוליכים למחצה. - RAS.
ב.ס. פוזדניקוב, א.א. קופטלוב. אנרגיה תרמו-אלקטרית. - Atomizdat, 1974

מחבר: I. Semenov, דובנה, אזור מוסקבה.

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

המקום הכי נקי עלי אדמות 02.06.2020

מדענים מאוניברסיטת קולורדו סטייט מצאו אזור באטמוספירה על פני כדור הארץ שלא הושפע מפעילות אנושית.

המחקר מצא שניתן למצוא את האוויר הנקי ביותר על פני כדור הארץ באוקיינוס הדרומי מדרום ל-40 מעלות קו רוחב דרום. קבוצת מדענים גילתה ששכבת הגבול הפלנטרית (השכבה התחתונה של מעטפת הגז של כוכב הלכת - עורך), המזינה את העננים מעל האוקיינוס הדרומי, נקייה לחלוטין. לא נמצאו שם אירוסולים, הנוצרים כתוצאה מפעילות אנתרופוגנית ונושאים ברוח למרחקים גדולים.

לטענת מדענים, מזג האוויר והאקלים הם תהליכים מורכבים הקושרים יחד כל חלק בעולם, ולכן כל כך קשה למצוא פינה בכדור הארץ שאינה מושפעת מאנשים. קריידנוייס וצוותו שיערו שהאוויר מעל האוקיינוס הדרומי המרוחק המקיף את אנטארקטיקה יושפע הכי פחות מאנשים ואבק מהיבשות.

הדגימות נאספו במהלך מחקר שדה, הספינה עם מדענים עברה דרומה מטסמניה לקצה הקרח האנטארקטי. דגימות אוויר נלקחו בשכבת הגבול הימית, שיש לה מגע ישיר עם האוקיינוס.

בעזרת רצף DNA התברר שהמיקרואורגניזמים בדגימות האוויר היו מקומיים, שהובאו לשם מהאוקיינוס שמסביב. האוויר מעל האוקיינוס הדרומי היה כל כך טהור שלחוקרים אפילו לא היה מספיק DNA לעבוד איתו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ גנרטור תרמי באמצעות חום אנושי

▪ פוסט מיקוד של מצלמות פנסוניק

▪ תושבי מדינות עם מהגרים מחייכים לעתים קרובות יותר

▪ תנור מתנפח

▪ לוחם בלתי מאויש עם בינה מלאכותית מבואינג

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק באתר ספריית החשמל. בחירת מאמרים

▪ מאמר יסודות פיזיולוגיים של לידה. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר איך אנחנו רואים בתלת מימד? תשובה מפורטת

▪ מאמר חשמלאי לתיקון ותחזוקה של מנופים. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ כתבה גם מנורות פלורסנט שרופות וגם קצרות זורחות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר Scheme, pinout (pinout) של כבל סימנס C60 עם תמיכה ב-GPRS. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר