Юный техник, 2005 № 03 - [18]

Сегодня КПД полупроводниковых термоэлектрогенераторов превышает 20 %. Но получение этих веществ достаточно сложно и пока оправдывается лишь в случае применения их для очень важных целей.

Сделать термогенератор можно и в домашних условиях. Полупроводниковые термоэлементы у вас, конечно, не получатся. Однако в современных условиях многое может дать и термоэлектрический генератор на основе металлов.

Чтобы осветить небольшую квартиру, вполне достаточно 8 — 10 современных экономичных ламп мощностью по 10 Вт. Каждая такая лампа дает столько же света, сколько давала одна свеча Яблочкова такой же мощности или лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Если для их работы взять энергию от печи Кламона, то ей хватило бы 1–1,5 кг угля в час. Из-за низкого КПД в ней только 1 % тепла сгоревшего топлива превратился бы в электричество. Но если оставшиеся 99 % тепла не выпускать в трубу, а использовать по хозяйству, их достаточно для получения 50 литров кипятка в час, хватит для обогрева помещения и приготовления пищи. Все это очень ценно в нашем холодном климате. А в летнее время избыток тепла можно направить в абсорбционные установки для получения холода. (Их устройство тема особого рассказа.) Однако работу над таким сложным устройством сразу начинать не стоит.

В некоторых странах выпускается термоэлектрический генератор, выполненный как насадка на керосиновую лампу (рис. 4).

Устройство это одновременно дает свет, тепло и питает радиоприемник. Низкий КПД превращения тепла в электроэнергию особого значения не имеет, поскольку все тепло здесь тратится только на пользу. Если учесть, что сегодня треть человечества живет при керосиновых лампах, то понятно, почему спрос на эти устройства стабилен.

Более полувека тому назад наши радиолюбители самостоятельно делали такие термоэлектрические генераторы для питания ламповых радиоприемников. Современные транзисторные приемники потребляют в десятки раз меньшую мощность. В рубрике ЗШР вы найдете схему очень экономичного радиоприемника, которую разработал наш постоянный автор, инженер Ю.Г. Прокопцев.

Термоэлектрический генератор для его питания мог бы работать от миниатюрной газовой горелки для пайки ювелирных изделий или даже от свечи. Наибольшее напряжение при нагревании развивают такие металлы, как цинк, сурьма, висмут в паре с медью. Однако достать их трудно. Наши радиолюбители в своих термоэлектрических генераторах применяли пару железо-никелин. Неплохо работали пары, содержащие мельхиор и нейзильбер — эти сплавы широко применяются для изготовления чайных ложек, а никелиновые спирали можно найти в перегоревших нагревательных элементах от старых электросамоваров.

Первым делом вам нужно, исходя из своих возможностей, подобрать самую эффективную термоэлектрическую пару. После этого можно приступать к изготовлению батареи. Ее нужно паять серебром, нагревая место спая газовой горелкой. В качестве припоя лучше всего взять советский полтинник 20-х годов. Его следует попилить напильником, а опилки собрать на бумагу. Частицы стали от напильника, которые сильно затрудняют пайку, следует удалить магнитом. В качестве флюса применяется насыщенный раствор буры. Место пайки должно быть зачищено.

Возьмите, например, полоску железа и кусок мельхиора шириной 2–3 мм, смажьте их флюсом, посыпьте припоем и положите на кафельную плитку. Спаиваемые детали прижмите друг к другу при помощи шила и начинайте греть докрасна. В определенный момент серебро расплавится и растечется по месту спайки. После этого удалите горелку, подуйте и бросьте изделие в раствор флюса. Вот и все — пайка закончена (рис. 5).

Необходимая для питания приемника Ю. Прокопцева батарея должна состоять примерно из 30 термоэлектрических пар и развивать напряжение 2,5–3 В. Все ее элементы должны быть соединены серебром. Холодные концы спаев следует снабдить ребрами охлаждения. Это небольшие медные пластинки. В силу высокой теплопроводности меди паять ее серебром очень трудно. Но это и не нужно. Поскольку спаи холодные, пластины можно припаять обычным оловянным припоем.

Для более полного использования тепла горелки, батарею следует согнуть кольцом, а чтобы ее пластины не касались друг друга и не было короткого замыкания, проложите между ними кусочки стеклоткани.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

СДЕЛАЙ ДЛЯ ШКОЛЫ Чуткое пламя

Когда ученые поняли, что звук — это не что иное, как колебания воздуха, им сразу же захотелось найти этому непосредственное подтверждение. В наши дни это просто: подключил микрофон к осциллографу — и смотри себе на экране во всех подробностях графическую зависимость амплитуды от времени. Раньше такой возможности не было. Но.

На первых порах применяли песок. Насыпали его в трубку и создавали в ней звук. Сначала песчинки беспорядочно прыгали. Но как только частота звука приближалась к резонансной, они выстраивались правильными рядами в узлах стоячих волн. Это, конечно, было подтверждением колебательной природы звука, но подтверждением неполным. Ряды песчинок ничего не говорили о зависимости амплитуды колебаний от времени.

В 1858 г. американский физик Д.Леконт обратил внимание на способность пламени газовой горелки реагировать на звук. Произошло это на концерте небольшого оркестра. В то время широко применялось освещение газом. Из кирпичной стены близ рояля выступали две газовые горелки. И когда зазвучала музыка, пламя одной из них начало пульсировать. Особенно это было заметно, когда раздавались сильные тона виолончели. Какова же чувствительность пламени? Она оказалась очень велика. И вы можете в этом убедиться в школьной лаборатории.