多くの人が「魔法の」ペルチェ素子について聞いたことがあります。電流が流れると、一方が冷め、もう一方が熱くなります。 これは反対方向に機能します-一方が加熱され、もう一方が冷却されると、電気が生成されます。 ペルチェ効果は1834年以来知られていますが、今日に至るまでそれを基にした革新的な製品に満足することをやめません（ソーラーパネルなどの電気を生成するとき、最大電力のポイントがあり、それから遠く離れて作業する場合-効率世代が大幅に削減されます）。



最近、中国人は比較的安価なモジュールをプッシュし、インターネットに殺到したので、それらを使って実験するのにお金はかかりません。 中国は、高温側と低温側の最大温度差を60〜67度と約束しています。 うーん...しかし、5つの要素を取り、直列に接続すると、20C-67 * 5 = -315度になるはずです！ しかし、何かがすべてがそれほど単純ではないことを教えてくれます...

簡単な理論

古典的な「中国製」ペルチェ素子は、127個の素子が直列に接続され、Al2O3でできたセラミックの「プリント回路基板」にはんだ付けされています。 したがって、動作電圧が12Vの場合、各要素はわずか94mVを占めます。 連続する要素の数が異なる要素があり、それに応じて異なる電圧（5Vなど）があります。



ペルチェ素子は抵抗ではなく、抵抗は非線形であるため、12Vを印加すると、6アンペア（6アンペアの素子の場合）を得られない可能性があることに注意する必要があります-電流は温度に応じて変化します） また、5V（つまり、公称値未満）では、電流は2.5Aではなく、より少なくなります。



伝達される熱量は電流に比例します。 しかし、これに加えて、電流フローによる寄生加熱と寄生熱伝導があります。これにより、非常に狭い条件でペルチェ素子が少なくともある程度有効になります。



さらに、伝達される熱量は、表面間の温度差に大きく依存します。 60-67の違いで-熱伝達は0になる傾向があり、ゼロの違いで-12 * 6 = 72ワットのセルでは51ワットです。 明らかに、これはすでに一連の要素を簡単に接続することを許可していません-次の要素はそれぞれ前のものよりも小さい必要があります。そうでない場合、最も冷たい要素は、次のステージの要素が所望の温度差で通過できるよりも多くの熱（72W）を与えようとします-51W）。



ペルチェ素子は、融点138°Cの溶融はんだで組み立てられています。したがって、冷却や過熱を起こさずに誤って素子が残った場合、127 * 2の接点の1つをはんだ付けして、埋立地に投入できます。 さて、要素は非常に壊れやすい-セラミックと冷却要素自体の両方-熱ペーストがしっかりと乾燥していたため、誤って2つの要素を「一緒に」引き裂いた：

お試しください

したがって、小さい要素は5V * 2A、大きい要素は12 * 9Aです。 ヒートパイプクーラー、室温。 結果：-19度。 奇妙な... 20-67-67 = -114、しかし悲惨な-19 ...



アイデアはすべてを凍結空気に取り出すことですが、問題があります-ヒートパイプのクーラーは、クーラーの「高温」側と「低温」側の温度がチューブフィラーの気液相転移の反対側にある場合にのみよく冷却されます。 私たちの場合、これは、クーラーは、原則として、+ 20℃より下のものを冷却できないことを意味します（ヒートパイプの薄い壁のみが下で機能するため）。 私たちは根に戻り、すべて銅の冷却システムに戻らなければなりません。 そして、クーラーの限られた性能が測定に影響を与えないように、キログラムの銅板-蓄熱器を追加します。





結果は衝撃的です-1段と2段の両方で同じ-19です。 周囲温度--10。 つまり 負荷がゼロの場合、悲惨な9度の差はほとんどありません。

重砲を展開します

冷凍プラント＃7は私からそれほど遠くないことが判明したので、段ボール箱で立ち寄ることに決めました。 彼は5キログラムのドライアイス（昇華温度-78℃）で戻ってきました。 そこで銅の構造を下げます-電流を接続します-12Vでは温度が瞬時に上昇し始め、5Vでは1秒ごとに1度下がり、その後急速に成長します。 すべての希望が壊れています...

お菓子の結論とビデオ

従来の中国のペルチェ素子の効果は、ゼロ以下の温度で急速に低下します。 そして、明らかに効率よくコーラの缶を冷却することが可能である場合、-20未満の温度は達成できません。 そして、問題は特定の要素にありません-私は3人の異なる売り手から異なるモデルの要素を試しました-動作は同じです。 極低温ステージには他の材料の要素が必要であるようです（おそらく、各ステージには独自の要素材料が必要です）。



まあ、残りのドライアイスで、次のことができます：





PS。 そして、ドライアイスとイソプロピルアルコールを混ぜると、液体窒素が「貧しい」人に手に入ります。それは、楽しみと同じように花が凍ったり壊れたりすることです。 それは、皮膚と接触してもアルコールが沸騰しないからです-凍傷になるのはずっと簡単です。