Установка (батарейка з двох проводів) використовує ефект появи ЕРС в ланцюгах, що складаються з різних металів або напівпровідників.
Візьмемо два електричних провідників, яких виготовлені з різних металів, і спаяні їх кінці. Тепер при нагріванні одного і охолодженні іншого кінця в ланцюзі провідників - термоелементів (термопар) потече електричний струм. Створена ЕРС буде залежати від різниці температур, а також від підбору матеріалів, що становлять термоелемент. ККД таких перетворювачів не перевищує 5-6%.
Максимальна температура, до якої можна нагрівати термопару, визначається точкою плавлення елементів. Наприклад, пару мідь - константи можна нагрівати до 350 градусів, сталь - константан до 315. 649 градусів - в залежності від діаметра дроту, а пару хромель - алюмель до 700. 1152 градусів. Для збільшення ККД, як ви розумієте, треба максимально збільшити різницю температур між холодним і гарячим спаєм. Але при цьому при підборі пар треба враховувати теплопровідність матеріалів.
Краще, якщо співвідношення між середньою теплопровідністю і середньої електропровідністю буде мінімальним.
При підборі матеріалів зручно користуватися таблицею, наведеною нижче.
Краще вибрати ті з них, що максимально віддалені в стовпці один від одного. Наприклад, сталь (нагорі), константан (внизу) дадуть хороші результати, а мідь і срібло - малоактивні елементи. Пара сурма-вісмут найкраща, але практично недоступна любителю. Хоча і дає вона найбільше термоелектричне напруга - близько 112 мкВ / град. матеріали занадто специфічні і рідкісні.
Крім того, кожен матеріал, зазначений в таблиці, має негативний потенціал по відношенню до всіх інших, що знаходяться вище. Наприклад, в парі сталь - Константа сталь буде мати відносний потенціал плюс, а константан - мінус. У термопарі хромель - алюмель хромель має плюс, а алюмель мінус.
Для виготовлення батареї будуть потрібні два шматки дроту (сталевий і константановой) діаметром 1,3 мм, довжиною 18 м кожен. Кінці кожного елемента зачищають і скручують разом, потім зварюють. Елементи кріплять на асбоцементной панелі (рис. 1). При перевірці окремі термопари повинні давати струм близько 22 мА від нагрівання сірником і близько 30 мА при нагріванні спиртової пальником. При нормальному горінні спиртівки батарея дасть 1,5 В при тоні 0,3 А (рис 2).
Виготовивши набір таких батарей і з'єднавши їх паралельно, можна отримати постійний електричний струм потужністю, достатньою для живлення транзисторного приймача і схожих електроприладів. Треба лише пам'ятати про те, що при послідовному підключенні росте внутрішній опір батареї.
