Akademia Górniczo -Hutnicza w Krakowie
|
Imię i nazwisko:
Adam Czuba Zbigniew Korzeń Wojciech Januszewski |
||
KATEDRA TECHNOLOGII PALIW |
|||
Wydział: MSE gr. 4 |
Rok akademicki: 2007/2008 |
Rok studiów: 3 |
Zespół: 4 |
Temat ćwiczenia: Odwracalne zjawisko termoelektryczne |
|||
Data wykonania: 18.02.2008 |
Data zaliczenia: |
Ocena: |
|
Cel ćwiczenia.
Celem wykonania ćwiczenia było zapoznanie się z odwracalnym zjawiskiem termoelektrycznym oraz efektami towarzyszącymi.
W pierwszej części ćwiczenia w określonych odstępach czasu wykonywaliśmy pomiary temperatur 2 elementów termoelementu oraz wytworzonego między nimi napięcia. Otrzymane wyniki posłużyły nam do wyznaczenia zależności UT=f(∆T) (napięcia termoelementu od różnicy temperatur).
W drugiej części przy założeniu stałej różnicy temperatur (która w praktyce choć niewiele, ale zmieniła się), dla różnych oporów zewnętrznych mierzyliśmy wartości napięcia między zaciskami termoelementu oraz wartości prądu płynącego przez obwód zewnętrzny. Na podstawie otrzymanych danych oraz obliczeniu mocy termoelementu, wyznaczyliśmy zależności UT=f(I) oraz NT=f(I) (napięcia termoelementu oraz mocy termoelementu od prądu płynącego przez obwód zewnętrzny).
W części trzeciej do termoelementu podłączyliśmy silnik elektryczny. W równych odstępach czasu mierzyliśmy temperatury elementów termoelementu (aby wyznaczyć ich różnicę) oraz wartości prądu płynącego przez silnik oraz napięcia na jego zaciskach. Te dane posłużyły nam do wyznaczenia zależności NS=f(∆T) (mocy pobieranej przez silnik od różnicy temperatur).
Wykres zależności napięcia termoelementu od różnicy temperatur, opracowany na podstawie wyników z tabeli nr 1.
2. Wyznaczenie charakterystyki napięciowej termoelementu.
Czast[min] |
T1 [C] |
T2 [C] |
T1-T2 [C] |
Napięcie U [V] |
2 |
89,1 |
5,2 |
83,9 |
1,592 |
4 |
85,4 |
5,4 |
80,0 |
1,504 |
6 |
81,8 |
4,6 |
77,2 |
1,431 |
9 |
76,8 |
3,4 |
73,4 |
1,307 |
12 |
72,9 |
3,1 |
69,8 |
1,204 |
17 |
67,0 |
4,2 |
62,8 |
1,073 |
23 |
61,8 |
5,6 |
56,2 |
0,959 |
30 |
56,0 |
6,2 |
49,8 |
0,836 |
40 |
49,6 |
6,8 |
42,8 |
0,650 |
3.Charkterystyka prądowo - napięciowej termoelementu
Opór R [ Ω ] |
Prąd I [mA] |
Napecie U [V] |
Moc N[mW] |
|
77,7 |
0,765 |
59,441 |
0 |
76,5 |
0,755 |
57,756 |
0,7 |
75,2 |
0,78 |
58,656 |
1,0 |
65,5 |
0,826 |
54,103 |
4,0 |
62,1 |
0,842 |
52,288 |
5,6 |
56,6 |
0,865 |
48,959 |
10 |
46,3 |
0,911 |
42,179 |
23 |
30,3 |
0,911 |
27,603 |
43 |
19,9 |
0,986 |
19,621 |
91 |
10,7 |
1,036 |
11,085 |
220 |
4,7 |
1,121 |
5,2687 |
Jak widać- charakterystyka napięcia i prądu termoelementu płynącego przez obwód zewnętrzny jest w przybliżeniu liniowa. Zatem na podstawie liniowego przebiegu UT=f(I) możemy obliczyć rezystancję wewnętrzną termoelementu (R0), korzystając z wyników otrzymanych dla nastawionej wartości oporu, równej 0 [Ω] (zwarcie).
R0=U0/I0 (dla U0=0,060 [V]; I0=80,0 [mA])
R0=0,75 [Ω]
4.Charakterystyka pracy układu termoelement - silnik elektryczny.
T1 [C] |
T2 [C] |
T1-T2 [C] |
Prąd I [A] |
Napięcie U [V] |
Moc N [mW] |
91,4 |
1,4 |
90,0 |
0,13 |
0,800 |
104,0 |
79,1 |
1,4 |
77,7 |
0,11 |
0,520 |
57,2 |
70,9 |
2,4 |
68,5 |
0,10 |
0,480 |
48,0 |
65,3 |
2,7 |
62,6 |
0,10 |
0,392 |
39,2 |
61,4 |
3,1 |
58,3 |
0,10 |
0,310 |
31,0 |
56,8 |
2,8 |
54,0 |
0,10 |
0,207 |
20,7 |
54,9 |
4,2 |
50,7 |
0,08 |
0,291 |
23,3 |
5. Wnioski:
Celem wykonania ćwiczenia było zapoznanie się z odwracalnym zjawiskiem termoelektrycznym oraz efektami towarzyszącymi temu zjawisku. Na ostatnim wykresie mamy przedstawione jak moc zależy od różnicy temperatur. Otóż do różnicy ok. 55 stopni moc utrzymuje się na jednym poziomie, a nawet nieznacznie spada, natomiast po przekroczeniu tej wartości można powiedzieć, że moc gwałtownie wzrosła. Ćwiczenie pozwoliło nam na zapoznanie się ze zjawiskiem termoelektrycznym i wykorzystaniem go do różnych celów, głównie do wytwarzania energii elektrycznej.
