Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe genereren thermokoppels elektrische energie?

Thermokoppels genereren niet echt * elektrische energie op de manier waarop u een energiecentrale denkt. Ze hebben geen bewegende delen of brandstofbronnen. In plaats daarvan zetten ze warmte -energie rechtstreeks om in elektrische energie Door een fenomeen genaamd het Seebeck Effect .

Hier is hoe het werkt:

1. Twee ongelijksoortige metalen :Een thermokoppel bestaat uit twee draden gemaakt van verschillende metalen (zoals koper en constantan) die aan beide uiteinden zijn samengevoegd.

2. Temperatuurverschil :Wanneer een kruising (de "Hot Junction") wordt verwarmd tot een hogere temperatuur dan de andere kruising (de "koude junctie"), wordt een spanningsverschil gecreëerd tussen de twee junctions.

3. Elektronenstroom :Dit spanningsverschil veroorzaakt een stroom van elektronen van de hete kruising naar de koude junctie, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

Het Seekebeck -effect:

De reden dat dit gebeurt, is te wijten aan de verschillende energieniveaus van elektronen in de twee metalen. Wanneer de kruising wordt verwarmd, hebben elektronen in het heter metaal meer energie en hebben de neiging zich naar het koudere metaal te verplaatsen. Dit verschil in elektronendichtheid over de kruising creëert een spanning.

Sleutelpunten:

* Laag vermogen :Thermokoppels produceren zeer kleine hoeveelheden spanning (meestal in het millivolt -bereik).

* Directe conversie :Ze zetten rechtstreeks warmte -energie om in elektrische energie, zonder tussenliggende stappen zoals verbranding of mechanisch werk.

* Temperatuurmeting :Thermokoppels worden voornamelijk gebruikt als sensoren om de temperatuur te meten, in plaats van stroomopwekking.

Toepassingen:

* Temperatuurmeting :Veel gebruikt in industriële processen, ovens, motoren en meer.

* Power Generation :In nichetoepassingen zoals thermo -elektrische generatoren (TEG's) voor het omzetten van afvalwarmte in elektriciteit.

* Gespecialiseerd gebruik :Gevonden in medische hulpmiddelen, ruimtevaart en andere toepassingen waar kleine, betrouwbare temperatuursensoren nodig zijn.

Samenvattend gebruiken thermokoppels het Seebeck -effect om een ​​klein spanningsverschil te genereren door warmte -energie direct om te zetten in elektrische energie. Hoewel het geen primaire bron van vermogen is, zijn het waardevolle hulpmiddelen voor temperatuurmeting en gespecialiseerde stroomopwekkingstoepassingen.