Tepelné energie - vědecká sada

Thermal Power Science Kit

Nyní můžete vyrábět elektřinu pouze pomocí kombinace horké a studené vody a speciálního konverzního článku. Jakmile se teplota mezi dvěma nádobami s vodou vyrovná, úroveň výkonu se sníží. LED a miniturbíny demonstrují rozdíly ve vyráběné elektrické energii a jsou zde dva teploměry pro sledování úrovní teploty.

Objevte termoelektrický efekt a materiály, které jej způsobují, při provádění experimentů s jedinečným generátorem.

Při zkoumání fyzikálních konceptů vytvořte elektrický proud pomocí ničeho jiného než teplotních rozdílů.

Témata

Fyzikální pojmy: Proud/Napětí, Energie, Teplo, Ohmův zákon, Tepelná energie

Koncepty vědy o Zemi: Obnovitelná energie

Materiály
 

• Praktické laboratorní aktivity
• Příručky pro učitele
• Příručky pro studenty

Dokážou vaši studenti odpovědět na následující otázky?

Co je to Peltierův modul? Co je to SEEBECK efekt?

Peltierův modul je elektrická součástka s polovodičem. Používá se k vytváření tepla, když dovnitř přivádíte elektřinu. SEEBECK efekt je fyzikální jev, který lze popsat výskytem proudu ve spojení mezi dvěma materiály, když jej protíná tepelný tok.

Co je to dipól? Existují různé typy dipólů? Pokud ano, klasifikujte dipóly obsažené v této sadě.

Dipól je elektrická součástka, která se skládá ze 2 vývodů. Existují dva druhy dipólů, aktivní a pasivní. První typ dipólu je schopen generovat elektrický proud a druhý může proud pouze přijímat.

Co je to polovodič? Co je to PN Junction?

Polovodič je specifický materiál, který vykazuje zvláštní schopnost reagovat se svým okolím. Tento druh materiálu má specifickou atomovou strukturu s nedostatkem nebo nadbytkem elektronů. Když tento druh materiálu přijme určitou energii (světlo, magnetismus, tepelnou energii…), elektrony na valenčním pásmu (nejvyšší vrstva, která může být zcela naplněna elektrony) přejdou na vnější vrstvu nazývanou vodivostní pás. Když elektrony dosáhnou této polohy, mohly by proudit dovnitř materiálu. Jinými slovy, materiál se stává více vodiči, když elektrony dosáhnou valenčního pásma. Některé polovodiče jsou vyrobeny s několika prvky, které nemají stejný počet elektronů. Pokud přidaný prvek vykazuje vyšší počet elektronů, dochází k lokálnímu přebytku elektronů a materiál se nazývá materiál dopovaný typu n. Na opačné straně dopovaný polovodič typu p vykazuje nedostatek elektronu kolem přidaného prvku, protože tento má nižší počet elektronů. PN přechod se skládá ze dvou polovodičů spojených dohromady. Když do spoje vstoupí nějaká energie, oba materiály reagují a stávají se vodiči. V důsledku rozdílu elektrického potenciálu mezi kladnou (p-typ) a zápornou (n-typ) částí přechodu vzniká proud.

Co je hlavní součástí generátoru? S jakým fyzickým účinkem funguje? Uveďte další termoelektrický jev.

Centrální komponentou je Peltierův modul. Funguje díky SEEBECK efektu, což je doplňkový efekt PELTIERova efektu.