[实用新型]用半导体致冷元件的热－电转换实验装置

说明书

本实用新型为教学仪器。

背景技术：教学上需要一种热直接转换为电的演示实验装置。这种演示实验装置应是效果明显和结构简明的，即能直观看到现象，并且不用微电流放大器这类设备。但迄今为止，尚无符合要求的实验装置。目前已有的方案为使用热电偶或模型热机。但前者产生的热电势太小，以致必须用微电流放大装置；后者不仅设备较复杂，而且不是热能直接转换为电能，是通过机械能过渡的。

曾经有过一种煤油灯用的半导体温差电堆(以硒为材料)，但随着电力的普及，现已掏汰，无厂生产。

本实用新型的目的是研制一种教学用热直接转换为电的演示实验装置，效果明显和结构简明，能直观看到现象而不用微电流放大器。

本实用新型的实施要点在三方面：

1.采用半导体致冷元件，利用其逆效应，将热能直接转换为电能。    

2.将半导体致冷元件装在两块铝板之同，两块铝板固定在一个塑料水槽中间(使塑料水槽两边不漏水)。在塑料水槽两边分别加入热水和冷水(温差需在60℃以上)时，实验装置就开始发电。产生的电可用点亮一个1.5V小灯泡。

3.半导体致冷元件装在两块铝板之间接触良好，即有小的热阻。

图面说明：

附图1为结构图。

图中：1为半导体致冷元件；2为铝板(共二块)；3为塑料水槽。

附图2为外形图(立体图)。附图2与附图1是相同的。

动作原理：

当在塑料水槽两边分别加入热水和冷水时，使半导体致冷元件的两个面产生温差。虽然半导体致冷元件是基于塞贝克效应设计工作的，即当在半导体致冷元件的引线上加上规定的电源时，半导体致冷元件的两个工作面之间产生温差，如果使热的面冷却，则冷的面温度可继续降低，用于致冷。但塞贝克效应与帕耳帖效应是可逆的，实验证明半导体致冷元件也可用其逆效应即用来作温差发电，并且转换效率远较热电偶高，在教学实验中是可实用的。

实施方法：

1.在塑料水槽两边分别加入热水和冷水时，并将半导体致冷元件的两根引线接上一个1.5V小灯泡。这时可见小灯泡发光。

2.也可在望料水槽两边都加上冷水，并在半导体致冷元件的引线上接12V3A电源，可见一边水温升高，而另一边水温下降。然后将电源去掉，接上小灯泡，则以上1的现象重现。

此装置可用于演示塞贝克效应和帕耳帖效应的教学演示。