Зареждане на мобилен телефон от свещ или DIY електричество
Направи си сам електричество за вилата? Защо не? Вероятно такава творческа мисъл идва на ум на много летни жители в онези дни, когато светлината изгасва без предупреждение в най-неподходящия момент.
Електричество от свещ
Какво представляват електрическите генератори? Дизел, бензин, газ или дърва. И ветровито, слънчево...
Ако се задълбочите в историята на този въпрос, можете да научите много интересни неща. Оказва се, че още преди войната през 40-те години сме произвеждали преносими термични електрически генератори, базирани на ефекта на Пелтие-Зеебек. Генераторът беше поставен върху стъклото на керосинова лампа и даде ток, достатъчен за захранване на тръбен предавател или приемник. Партизаните са използвали тези генератори.
Още по време на войната се произвежда така нареченият "партизански котел". Валеше сняг или се изля студена вода. Докато котелът кипеше на огнището, той произвеждаше ток, който се използваше за зареждане на батерии и радиостанции. Има една легенда: германското контраразузнаване не можа да разбере как партизаните в гората произвеждат електричество за толкова дълга работа на техните радиостанции.
Ако в същата верига протича постоянен ток, единият от контактите се охлажда, а другият се нагрява (този обратен ефект е открит през 1834 г. от френския часовникар J. Peltier). Ефектът се умножава, ако P1 и P2 са полупроводници от различен тип (n- и p-полупроводници).
Накратко за това какви прекрасни n- и p-полупроводници са това.
Както знаете, електроните, задържани от гравитацията на ядрото, са разположени около ядрото на атома върху няколко черупки. Общият им отрицателен заряд се балансира от положителния заряд на ядрото.
В метала електроните от външната обвивка на атома лесно се отделят и се движат произволно в междуатомното пространство. Тези свободни електрони осигуряват електрическата проводимост на метала.
В изолатора (диелектрика) няма свободни електрони.
Междинна позиция се заема от полупроводник - твърдо кристално вещество (силиций, германий и др.). Има малко свободни електрони и затова е лош проводник. Но неговата проводимост се променя под въздействието на топлина, светлина, примеси и освен това е свързана с движението не само на електрони, но и на положителни заряди - "дупки".
Под въздействието на топлина или светлина се появяват свободни електрони, които се отделят от външните обвивки на полупроводниковите атоми и възниква проводимост. Това е електронна проводимост (n-проводимост: "отрицателна" - отрицателна).
Мястото, откъдето се е откъснал електронът, се нарича "дупка". Сега атомът има положителен заряд. Но дупката веднага се заема от електрон от съседен атом. В същото време предишният атом става неутрален, а съседният се зарежда положително с дупка. По-нататък по веригата: атомите са неподвижни, но "релейно" предават положителния заряд заедно с дупката. Това също е проводимост. Нарича се проводимост на дупки (p-проводимост: "положителен" - положителен).
В чист полупроводник стойностите на проводимостта на електроните и дупките са равни. Дозираното въвеждане на примеси (арсен, индий) в полупроводниковия кристал силно нарушава този баланс. Полупроводници с преобладаваща електронна или дупкова проводимостсе наричат съответно n-полупроводници и p-полупроводници.
Разбира се, ентусиастите, които научиха за партизанските генератори, не можаха да подминат идеята за създаване на подобни устройства за своите битови и туристически нужди. В интернет можете да намерите увлекателни описания на експерименти с елемента на Пелтие-Зеебек, които се провеждат с променлив успех.
Тук ще ви запознаем с крайния резултат от тези досегашни изследвания - с конкретен дизайн на самоделен термоелектрически генератор на базата на модул Пелтие, който произвежда 5 волта от свещ.
Първо, нека изброим материалите и инструментите, необходими за направата на термоелектрически генератор.
Основната част е модулът на Пелтие TEC1-12712 (62x62) с размери 62x62x3.8 mm. Може да бъде закупен от компаниите EK ZIP и GRU за приблизително 1300 рубли, вместо това можете да вземете два модула TEC1-12705 Peltier (40 x 40 cm) с размери 40x40x3,6 mm (DEK продава модула за 285 рубли).
Втората важна електрическа част е преобразувателят за постоянно напрежение от 1,5 волта на 5 волта. Преобразувателят EK-1674 от микроскопичен монтаж, чийто размер е малко по-голям от нокът, е подходящ (струва 320 рубли в онлайн магазина Ekits.ru). Преобразувателят може да бъде сглобен сам според схемата.
Вие също ще имате нужда от:
? лист от дуралуминий за производство на субстрат за модула (лист от 40x30x0,3 cm може да бъде закупен от частно лице за 300-400 r.); ? свещ Ikea в чаша (струва около 100 r.) за нагряване на долния ръб на модула Peltier; ? кофа за студена вода с лед за охлаждане на горната граница на модула; ? поялник (например, ето такъв 12-волтов поялник) и спойка; ? термично лепило (термолепило Radial 2 ml струва 150 рубли); ? прободен трион и ножовка за метал; — тестер заизмерване на напрежението.
Сега можете да започнете да сглобявате устройството.
След като поставите трион от метална ножовка в прободния трион, трябва да изрежете правоъгълник с размерите на модула Peltier или два по-малки модула от дуралуминиевия лист.
Голям модул или два по-малки модула последователно (един до друг) се укрепват с горещо лепило върху получения дуралуминиев субстрат. Термолепилото е подобно по консистенция на PVA, но здраво залепва керамичното лице на модула към дюралуминиевата плоча. Според описанието лепилото издържа на температури до 300°, но изсъхва много време, трябва да изчакате 12 часа.
Когато лепилото изсъхне, черпакът трябва да бъде залепен отгоре със същото горещо лепило. В същото време е важно дъното на черпака да е идеално равно – за по-добро разсейване на топлината. Дюралуминиева облицовка с черпак вече може да се постави върху чаша със свещ Ikea. И сега е време да сглобим електрическата верига.
Ако сега излеете студена вода с лед в кофата, запалете свещ под нея и свържете тестера към проводниците, след 3-4 минути ще се появи напрежение: първо 0,9 волта, след това до 1,5 волта. Ясно е, че с това напрежение няма какво да се направи: дори за зареждане на мобилен телефон са необходими 5 волта. Ето защо е подготвен преобразувател, който повишава напрежението от 1,5 до 5 волта. С търпение и издръжливост този микроскопичен преобразувател трябва да бъде запоен във веригата.
След това термоелектрическият генератор става доста подходящ за зареждане на мобилен телефон. Ако тези дни се появят партизани, няма да имат проблем да си заредят мобилния телефон от свещ, където и да са.
Но се оказа, че този термоелектрически генератор може да бъде адаптиран за осветление. За да направите това, трябва да свържете едноватов светодиод, като залепите самия светодиод към стената на кофата с двойнозалепваща лента (виждате го на снимката с кофата).
Мини проектор(да кажем скромно - фенерче) не светва веднага, а след три или четири минути след запалването на свещта. Измерването на осветеността с експонометр (няколко повторни измервания през нощта) показа приблизително 30 лукса на разстояние 30 см. И с тази осветеност можете да четете!
Такъв светлинен поток се дава от 10-ватова лампа с нажежаема жичка. Оказва се, че топлината на свещта се трансформира в светлинно лъчение с интензитет 10 пъти по-голям от интензитета на лъчение от самата свещ (все пак свещта също допринася с известна част за осветлението, създадено от генератора). И това въпреки факта, че елементът на Пелтие има ефективност само 2-3%.
По този начин е възможно да се направи оптимистично заключение: постоянните експерименти на занаятчиите доведоха до положителни резултати. А именно: с помощта на модул на Пелтие, преобразувател на напрежение и свещ в производни условия можете да презаредите мобилен телефон и, ако е необходимо, да сглобите фенерче на светодиод. Това фенерче ще свети много по-ярко от свещ. И още едно заключение: сега можете да осигурите електричество за вилата със собствените си ръце.
Съветваме ви да прочетете тези интересни статии:
? Безжично електрическо устройство, захранвано от енергията на радиовълните на клетъчния телефон.
? Най-простият източник на енергия, способен да зарежда мобилен телефон по време на преход.
? Как сами да си направите лава лампа
? Приемникът на детектора работи без захранване
А сега нашето традиционно видео: