Зарядка мобільного телефону від свічки або електрику для дачі своїми руками
Електрика для дачі своїми руками? А чому б і ні? Напевно, така творча думка приходить в голову багатьом дачникам в ті нерідкі дні, коли без попередження вирубується світло в самий невідповідний момент.
Електрика від свічки
Які бувають електрогенератори? Дизельний, бензиновий, газовий або на дровах. А ще вітряні, сонячні ...
Якщо заглибитися в історію цього питання, то можна дізнатися багато цікавого. Виявляється, у нас ще до війни в 40-і роки випускалися портативні теплові електрогенератори на ефекті Пельтьє-Зеебека. Генератор одягався на скло гасової лампи і давав струм, достатній для живлення лампового передавача або приймача. Цими генераторами користувалися партизани.
Вже під час війни випускався ще так званий «казанок партизана». У нього засипався сніг або заливалася холодна вода. Поки казанок закипав на багатті, він виробляв струм, яким заряджали акумулятори радіостанції. Побутує легенда: німецькі контррозвідники не могли зрозуміти, яким чином партизани в лісі добувають електрику для такої тривалої роботи своїх радіостанцій.
Ефект Пельтьє-Зеебека простий. У замкнутому ланцюзі з двох різнорідних провідників Р1 і Р2, контакти яких підтримуються при різних температурах Т1 і Т2, виникає електричний струм (це явище відкрив німецький фізик Т. Зеєбек в 1821 г.).
Якщо в тій ж ланцюга протікає постійний струм, то один з контактів охолоджується, а інший нагрівається (цей зворотний ефект відкрив у 1834 р французький годинникар Ж. Пельтьє). Ефект багаторазово посилюється, якщо Р1 і Р2 - Напівпровідники різного типу (n-і p-напівпровідники).
Одиничним елементом Пельтьє-Зеебека є термопара з двох з'єднаних мідної шиною напівпровідників n- іp- типу. Збірка з послідовно включених елементів, вклеєна між двома керамічними пластинами, являє собою модуль Пельтьє (Зеебека).
Коротко про те, що ж це за чудесні n-і p-напівпровідники.
Як відомо, навколо ядра атома на кількох оболонках розташовуються електрони, утримувані тяжінням ядра. Їх загальний негативний заряд врівноважується позитивним зарядом ядра.
У металі електрони зовнішньої оболонки атома легко відриваються і безладно переміщаються в міжатомних просторі. Ці вільні електрони і забезпечують електропровідність металу.
В ізоляторі (діелектрику) вільних електронів немає.
Проміжне положення займає напівпровідник - тверда кристалічна речовина (германій кремній та ін.). У ньому мало вільних електронів і тому він - поганий провідник. Але його провідність змінюється під дією тепла, світла, домішок і, крім того, пов'язана з переміщенням не тільки електронів, але і позитивних зарядів - «дірок».
При впливі тепла чи світла з'являються вільні електрони, що відірвалися від зовнішніх оболонок атомів напівпровідника - виникає провідність. Це - електронна провідність (n-провідність: «negative» - негативний).
Місце, звідки відірвався електрон, називають «діркою». Тепер атом має позитивний заряд. Але дірку негайно займає електрон від сусіднього атома. При цьому попередній атом стає нейтральним, а сусідній - з позитивним зарядом з діркою. Далі по ланцюжку: атоми нерухомі, але «по естафеті» передають разом з діркою позитивний заряд. Це теж провідність. Її називають доречнийпровідністю (p-провідністю: «positive» - позитивний).
У чистому напівпровіднику величини електронної та діркової провідності рівні. Дозоване введення домішок (миш'яку, індію) в кристал напівпровідника сильно порушує цю рівновагу. Напівпровідники з переважною електронною або доречнийпровідністю називають відповідно n-напівпровідниками і p-напівпровідниками.
Звичайно, ентузіасти-умільці, які дізналися про партизанських електрогенераторах, не могли пройти повз ідеї створення аналогічних приладів для своїх побутових і туристичних потреб. В інтернеті можна знайти захоплюючі описи експериментів з елементом Пельтьє-Зеебека, що проходили з перемінним успіхом.
Тут ми познайомимо вас з остаточним результатом цих досліджень на сьогоднішній день - з конкретною конструкцією саморобного термоелектрогенератор на базі модуля Пельтьє, який виробляє 5 вольт від свічки.
Спочатку перерахуємо матеріали та інструменти, необхідні для виготовлення термоелектрогенератор.
Основна деталь - модуль Пельтьє TEC1-12712 (62x62) з габаритами 62х62х3,8 мм. Його можна придбати у фірм ЕК ЗІП і ДЕК приблизно за 1300 р. Замість нього можна взяти два модулі Пельтьє TEC1-12705 (40x40) з габаритами 40х40х3,6 мм (фірма ДЕК реалізує модуль за 285 р.).
Друга важлива електротехнічна деталь - підвищувальний перетворювач постійної напруги з 1,5 вольт на 5 вольт. Підійде перетворювач ЕК-1674 мікроскопічної збірки, розміром трохи більше нігтя (в інтернет-магазині Ekits.ru він коштує 320 р.). Перетворювач можна зібрати і самим за наведеною схемою.
Ще потрібні:
? лист дюралюмінію для виготовлення підкладки для модуля (лист 40х30х0,3 см можна купити у приватника на розвалі за 300-400 р.) -
? свічка Ікеа в склянці (коштує близько 100 р.) для підігріву нижньої межі модуля Пельтье-
? ківш для холодної води з льодом для охолодження верхній грані модуляції
? паяльник (наприклад, ось такий паяльник на 12 вольт) І пріпой-
? термоклей (термоклей Radial 2 мл коштує 150 р.) -
? лобзик і ножівка по металлу-
- Тестер для замірів напруги.
Тепер можна приступити до складання пристрою.
Встромивши в лобзик пилку від ножівки по металу, треба випиляти з алюмінієвого листа прямокутник за розмірами модуля Пельтьє або двох менших модулів.
На отриману дюралеву підкладку термоклеем зміцнюється великий модуль або послідовно (поруч) два менших модуля. Термоклей по консистенції нагадує ПВА, але міцно приклеює керамічну грань модуля до алюмінієвої пластини. За описом, клей витримує температуру 300 °, тільки висихає довго: треба чекати 12 годин.
Коли клей висохне, тим же термоклеем зверху треба приклеїти ківш. При цьому важливо, щоб дно ковша було ідеально плоским - для кращого тепловідведення. Дюралеву підкладку з ковшем вже можна поставити на склянку зі свічкою Ікеа. І тут пора збирати електричний ланцюг.
Якщо зараз налити в ківш холодну воду з льодом, запалити під ним свічку і під'єднати до проводів тестер, то через 3-4 хвилини з'явиться напруга: спочатку 0,9 вольт, потім до 1,5 вольт. Зрозуміло, що з цим напругою нічого робити: навіть для зарядки мобільного телефону потрібно 5 вольт. Саме тому був приготований перетворювач, що підвищує напругу від 1,5 до 5 вольт. Зберігаючи терпіння і витримку, цей мікроскопічний перетворювач треба підпаяти в ланцюг.
Після цього термоелектрогенератор стає цілком придатним для зарядки мобільного телефону. Якщо в наші дні з'являться партизани, то вони без проблем будуть заряджати свій стільниковий від свічки, де б не знаходилися.
Але виявилося, що цей термоелектрогенератор можна пристосувати і для освітлення. Для цього треба приєднати одноватний світлодіод, приклеївши сам світлодіод до стінки ковша двостороннім скотчем (ви це бачите на попередньому знімку з ковшем).
Мініпрожектор (скажімо скромно - ліхтарик) спалахує не відразу, а через три-чотири хвилини після того, як запалюється свічка. Вимірювання освітленості експонометром (кілька повторних замірів вночі) показало приблизно 30 люксів на видаленні 30 см. А при цьому освітленні можна читати!
Такий світловий потік дає 10-ватна лампа розжарювання. Виходить, що тепло свічки перетворюється в світлове випромінювання інтенсивністю, в 10 разів більшою, ніж інтенсивність випромінювання від самої свічки (втім, свічка теж вносить деяку частку у висвітлення, створюване генератором). І це при тому, що елемент Пельтьє має ккд всього 2-3%.
Таким, чином, можна зробити оптимістичний висновок: наполегливі експерименти умільців привели до позитивних результатів. Саме: за допомогою модуля Пельтьє, перетворювача напруги і свічки в похідних умовах можна підзарядити мобільний телефон, а при необхідності зібрати і ліхтарик на світлодіоді. Цей ліхтарик буде світити набагато яскравіше, ніж свічка. І ще висновок: тепер можна забезпечити електрику для дачі своїми руками.
Радимо вам прочитати і ось ці цікаві статті:
| Прилад бездротового електрики, що працює від енергії радіохвиль стільникового телефону.
| Найпростіший джерело живлення, здатний зарядити мобільник в поході.
| Як зробити самому лаву-лампу
| Детекторний приймач, що працює без харчування
А тепер наше традиційне відео:
