Hallo
Hab mit neulich aus Spaß ein Peltier-Element gekauft und das Ding ‚falschrum‘ betrieben: eine Seite heiß und die Andere kalt gemacht. Bei einer noch erträglichen Temperaturdifferenz ( vielleicht 50 - 60 K ) bracht ich eine rote Leuchtdiode - verblüffend hell! - zum Leuchten.
Meine Frage hier ist nun eher theoretischer Art: wie ist der - möglichst vollständige / exakte - Energiefluß bei einem solchen Thermoelement? und zwar am liebsten am Idealen Thermoelement ( Mein Peltier-Element liefert eine thermoelektrische Spannung von 30mV/K, hat einen ‚elektischen‘ Innenwiderstand von 4 Ohm und eine Wärmeleitfähigkeit von 0.66 W/K, alles ca.-Werte)
Und noch eine Frage: gibt es diese thermoelektrische Spannung auch bei Supr-Leitern ?
Danke schon für die Antworten.
Hallo
Ich glaube , Du möchtest den Supraleiter optimiert sehen , so das man mehr Energie damit gewinnen kann .
Mit Halbleitern , es sind andere als für Solarzellen , kann man etwa einen Wirkungsgrad wie bei Solarzellen erzielen , mehr jedoch kaum . Was meinst Du mit Energiefluß ? Es gibt einen Wärmestrom und einen resultierenden elektrischen Strom .
Bei Supraleitern hast Du einen Kurzschluss , jedoch halte ich es für möglich , das bei tiefen Temperaturen mit besonderen Werkstoffen auch besondere Halbleitereffekte auftreten , wie bei
Supraleitern und auch bei manchen Halbleitern .
MfG
Matthias
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Hallo
Ich glaube , Du möchtest den Supraleiter optimiert sehen , so
das man mehr Energie damit gewinnen kann .
Mit Halbleitern , es sind andere als für Solarzellen , kann
man etwa einen Wirkungsgrad wie bei Solarzellen erzielen ,
mehr jedoch kaum . Was meinst Du mit Energiefluß ? Es gibt
einen Wärmestrom und einen resultierenden elektrischen Strom .
Bei Supraleitern hast Du einen Kurzschluss , jedoch halte ich
es für möglich , das bei tiefen Temperaturen mit besonderen
Werkstoffen auch besondere Halbleitereffekte auftreten , wie
bei
Supraleitern und auch bei manchen Halbleitern .
MfG
Das mit dem Supraleiter war nur eine neugierige Frage am Rande.
Mich interressiert eher der Energiefluß insgesamt. Deshlab komme
ich jetzt noch mal auf mein ‚ideales‘ Thermoelement zurück:
Es hat quasi keinen ohmschen Wiederstand, keine Wärmeleit-
fähigkeit und erzeugt eine fiktive thermoelektrische Spannung
von 1 V/K.
Wenn ich diesem Element eine Temperaturdifferenz von z.B. 1 K
verpasse, liefert es mir eine elektrische Spannung von 1 V.
Und weil das Element so gut isoliert, bleibt die Temperatur-
differenz auch bestehen.
Was passiert aber, wenn ich meine Thermoelement mit einem Wider-
stand von z.B. 1 Ohm anschließe? Also: es fließt natürlich ein
elektrischen Strom von 1 A der den Widerstand mit 1 W aufheizt.
Und was genau passiert dabei im Thermoelement, wo kommt dieses
anderswo verheizte Watt her?
Hallo
Es hat quasi keinen ohmschen Wiederstand, keine Wärmeleit-
fähigkeit und erzeugt eine fiktive thermoelektrische Spannung
von 1 V/K.
Man nennt das auch Innenwiderstand einer Spannungsquelle .
Und was genau passiert dabei im Thermoelement, wo kommt dieses
anderswo verheizte Watt her?
Das „anderswo verheizte Watt“ wurde dem Wärmestrom im Halbleiter entnommen . Es ist zwar so , das Wärme an sich eine Energie darstellt , im praktischen hat man jedoch leider überall Verluste , also keine vollständige Wärmeisolation , und kein Innenwiderstand 0 .
Ich meine , da müßte man schon ein ganz anderes Prinzip verwenden . Übrigens treten auch in Metallen Effekte auf , welche weniger bekannt sind , bei starken Wärmeströmungen in Verbindung mit elektrischen Strömungen .
MfG
Matthias
Was passiert aber, wenn ich meine Thermoelement mit einem
Wider-
stand von z.B. 1 Ohm anschließe? Also: es fließt natürlich ein
elektrischen Strom von 1 A der den Widerstand mit 1 W
aufheizt.
Und es fließt ein Wärmestrom vom heissen zum kalten Ende des Elementes, der durch diesen Laststrom verursacht wird.
Und was genau passiert dabei im Thermoelement, wo kommt dieses
anderswo verheizte Watt her?
Die Energie kommt aus dem Wärmestrom entlang der Temperaturdifferenz. In dem Moment, wo Du also Dein „ideales“ Thermoelement belastest und Energie entnimmst, gleicht sich die Temperaturdifferenz aus.
Jörg
Die Energie kommt aus dem Wärmestrom entlang der
Temperaturdifferenz. In dem Moment, wo Du also Dein „ideales“
Thermoelement belastest und Energie entnimmst, gleicht sich
die Temperaturdifferenz aus.Jörg
Das die Temperaturdifferenz abgebaut wird, ist klar, aber wie?
wenn nur einfach soundsoviel Joule von warm nach kalt fließen,
so entsteht doch daraus noch keine Energie ?!
Das die Temperaturdifferenz abgebaut wird, ist klar, aber wie?
Über den Peltier-Effekt. Wenn Du das Element belastest, fließt ein Strom. Dem Peltier-Element ist es dabei egal, ob dieser Strom aus einer internen Thermospannung stammt oder von einer externen Stromquelle. Wenn Strom im Peltier-Element fließt, wird auch Wärme von einer Seite zur anderen transportiert. Ganz grob gesagt beruht der Peltier-Effekt darauf, daß die freien Elektronen in Metallen sowohl für Wärme- als auch für Stromleitung verantwortlich sind. Wenn also ein Strom fließt, wird mit den Elektronen auch ihre thermische Energie transportiert ( naja, eigentlich ist das der Thomson-Effekt ).
Wenn Du genaueres über die 3 thermoelektrischen Effekte wissen willst, schau mal unter
http://www-stud.uni-essen.de/~sk0240/peltier.htm
oder hier auch mit thermodynamischer Betrachtung
http://www.re.e-technik.uni-kassel.de/daten/educa/le…
wenn nur einfach soundsoviel Joule von warm nach kalt fließen,
so entsteht doch daraus noch keine Energie ?!
Ohne besondere Vorkehrungen natürlich nicht, dann würde die nutzbare Thermoenergie quasi verpuffen. Auf diesem Prinzip basieren aber alle Wärmekraftmaschinen. Wenn z.B. heisser Wasserdampf eine Turbine antreibt expandiert er und kühlt sich dabei ab. Ein Teil seiner Wärmeenergie wird dabei in Expansionsarbeit umgewandelt und als mechanische Energie auf die Turbine übertragen. D.h. natürlich, daß sich die Wärmemenge am Ende um den Wert reduzieren muß, der in andere Energieformen umgewandelt wurde.
Jörg