Ein klassisches Seebeckelement bauen?

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3 Antworten

Natürlich ist das ein Thermoelement. Ich habe es noch nicht wiedergefunden, vielleicht gibt es irgendeine Beschreibung oder ein Bild der Anordnung für einen Schauversuch. Ich beschreibe hier mal die Demo aus der Vorlesung von Prof. Justi, Technische Physik, TU Braunschweig, 60er Jahre. An etwa 8 mm starkem massiven Material (NiCr/Ni) werden die Löt- oder Schweißverbindungen für die heiße und kalte Seite wie beim Thermoelement gemacht. Einen der Leiter wickelt man mit relativ wenigen Windungen um einen U-Eisenkern, der eine glatt geschliffene Fläche hat, auf den man eine Eisenplatte aufsetzen kann, die ein 5 kg - Gewicht trägt. Stellt man unter die eine Lötstelle eine Kerze und taucht die andere in kaltes (Eis-)wasser, dann hält dieser Elektromagnet spielend das 5 kg-Gwicht. Zur Berechnung der Ströme und des Magnetfelds braucht man die Thermospannung und die Temperaturdifferenz. Aus den Materialdaten kann man den Widerstand bestimmen, der wegen des großen Querschnitts sehr klein ist. Damit fließen dann große Ströme, die das Magnetfeld erzeugen.

Es gab eine weitere Demo in der gleichen Vorlesung, eine Petroleumlampe, die ringförmig um die Flamme viele in Serie geschaltete Seebeckelemente hatte, die andere Seite der Lötstellen mit einem Kühlkörper außen verbunden. Diese Lampe war russischen Ursprungs und konnte durch die Serienschaltung genügend Spannung (und Strom) für eines der ersten Transistorradios liefern. Eine solche Lampe tauchte im letzten Jahr mal bei ebay auf.

Gefunden bei ebay:

http://www.ebay.de/itm/Pelam-Petromax-Sturmlaterne-Lufo-Thermoelement-Radio-Petroleumlampe-/230693897203?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item35b66d83f3

Ich zweifle allerdings daran, dass hier nur Metalle im Einsatz sind, das riecht eher nach Halbleiter.

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@jorgang

Nun ich habe durch mühsame Forschungen herausgefunden, dass heutzutage alle offiziellen Adressen sich auf Seebeckelemente auf Halbleiterbasis beschränken. Ich hatte schon Kontakt mit einer russischen Firma die aber auch nur im Bereich bis 200 Grad Celsius Elemente anbietet. In den 50 er und 60 er Jahren sah das noch anders aus. Die Halbleitertechnik steckte noch in den Kinderschuhen, bzw. war noch gar nicht erfunden und trotzdem gibt es die Seebecktemperaturschalter schon seit den 30 er jahren in Massenfertigung. ich habe mit die Lampe angesehen und kann mir vorstellen, dass die Bauweise etwas für meine Zwecke sein könnte. Allerdings müsste die Größenordnung eine andere sein. In dem Nachschlagewerk, das ich damals genutzt habe ging es um hohe Temperaturen zwischen 300 und 1200 Grad, also keine Überlebenschance für Halbleiter. Hierzu wurden metalle vorgeschlagen wie z.B. Silizium und Konstantan (eine Legierung). Da inzwischen die Metallurgie gewaltige Fortschritte gemacht hat, gibt es Kombinationen von beschichteten Metallen, die damals noch nicht möglich waren und dementsprechend ist im Bereich von Mittel- und Hochtemperatur -Seebeckelementen ein gewaltiger Schub an Effizienz zu erwarten. Schade dass mir das technische Rüstzeug fehlt diesen umzusetzen. Als Beispiel für eine "Old School" Anwendung wäre eine " Plutoniumbatterie" in Satelliten zu nennen. ein Seebeckelement , das auf der einen Seite durch die raduioaktivität des plutoniums erhitzt und auf der anderen Seite durch die Kälte des Weltraums gekühlt über Jahrzehnte zuverlässig Strom für die damals noch nicht sehr sparsame Elektronik des Satelliten liefert. Wahrscheinlich hat das Ding, in den 70-ern gestartet, immer noch Strom.

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Das taugt eindeutig zur hilfreichsten Antwort. Danke. Über Halbleiter oder nicht habe ich weiter unten etwas geschrieben. Die Berechnung dieser Versuchsanordnung wäre sehr interessant für mich. Vielleicht finde ich ja die genauen Angaben und kann damit einen Wirkungsgrad extrapolieren. Also 5 KG mit einer Kerzenflamme ist schon eine ganze Menge. Die Lampe werde ich mir evtll. kaufen, als Anschauungsobjekt. Ist das Skript dieser Vorlesung öffentlich zugängig?

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@kahalla

Leider gibt es weder ein Skript noch meine persönlichen Aufzeichnungen. Jetzt hab ich noch was gefunden, nämlich ein Bild einer Lampe, die wohl genau so aussieht wie die aus der Vorlesung. Man findet sie hier unter dem Namen TGK3:

http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_05_03_waermeenergie_3.htm

In der Vorlesung war dies nur eine Demo. Das Institut für Technische Physik befasste sich damals neben Solarzellen und Brennstoffzellen mit den für Peltier - Elementen interessanten Verbindungen in der Grundlagenforschung.

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Jetzt habe ich dazu noch was gefunden. Und zwar in Pohl, Elektrizitätslehre, Springer, 1963 auf Seite 305 und Seite 306. Wenn Du keinen Zugriff auf das Buch über eine Bücherei hast, dann kopiere ich die Seite hier in zwei Bildern. Wenn das nicht lesbar ist, lass mir deine Email-Adresse zukommen. Dann schicke ich eine Kopie

Seebeck - Demo - (Elektronik, Elektrik, Thermovoltaik) Seebeck - Text - (Elektronik, Elektrik, Thermovoltaik)

Danke, ich konnte die Bilder problemlos aufrufen und speichern. Das versenden einer Kopie ist also nicht nötig. Ich werde versuchen, das Buch zu besorgen.

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Hallo Kahalla,

das wäre nach meiner Meinung gerade ein Thermoelement:

http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement

Gruß Martin

Hallo MartinMUC,

sicher ist das ein Thermoelement. Allerdings unterscheiden sich peltierelement und Seebeckelement hinsichtlich ihrer Optimierung für den Einsatzzweck. Während Peltierelemente meist zum Kühlen oder auch Heizen mit Strom genutzt werden. (Flaschenwärmer oder Autokühlbox) wurden Seebeckelemente trotz annähernd gleichen schematischen Aufbaus anders konzipiert. es bleibt auf jeden Fall spannend ein siolches Thermoelement so zu optimieren, dass es wirklich sinnvoll thermische Energie in elektrische umsetzen kann ohne den Umweg über die Bewegung, wie es ein Explosionsmotor tut. Dank dir für den Beitrag und wenn dir noch mehr dazu einfällt, würde ich mich freuen das hier lesen zu können.

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