Pin nhiệt điện gồm những gì? cấu tạo, ứng dụng như thế nào?

ngoc-hue-1 Ngọc Huệ 06/11/2022
5 / 2 đánh giá

Pin nhiệt điện gồm những gì? có ứng dụng như thế nào? Là câu hỏi của nhiều bạn đặt ra do đây là một loại pin mới xuất hiện trên thị trường và chưa sử dụng phổ biến. Vì vậy, Thành Trung mobile sẽ giới thiệu đến các bạn những thông tin chi tiết về loại pin này để bạn tham khảo.

Khám phá pin nhiệt điện gồm những gì?

Pin nhiệt điện là gì?

Pin nhiệt điện gồm những gì? để trả lời cho câu hỏi này trước tiên mình phải hiểu được pin nhiệt điện là gì?

Pin nhiệt điện hay còn được gọi là pin nhiệt là một linh kiện bán dẫn nó thực hiện chuyển đổi trực tiếp các chênh lệch từ nhiệt năng sang điện năng dựa trên hiệu ứng Peltier-Seebeck nên còn được gọi là Seebeck generator (khi bạn đọc các tài liệu tiếng anh).

Pin nhiệt điện gồm những gì? cấu tạo ra sao?

Pin nhiệt điện gồm những gì? Pin nhiệt điện được cấu tạo gồm hai dây dẫn làm bằng 2 loại kim loại khác nhau. Hai dây dẫn này được hàn dính hai đầu với nhau tạo nên thành một mạch kín, trong đó có một đầu mối hàn được nung nóng lên để tạo ra sự chênh lệch nhiệt năng để tạo ra dòng điện.

Chính sự chênh lệch điện năng của 2 bản kim loại tạo sẽ tạo ra dòng điện (cái này mình sẽ giải thích rõ ở phần nguyên tắc hoạt động bên dưới nha).

Trên mối hàn được nung nóng thì người ta mắc thêm một điện kế nhạy để kiểm soát điện năng tạo ra, cũng như theo dõi lưu lượng dòng điện như thế nào? Hiểu nôm na là kiểm soát dòng điện và cũng là cách biết được lỗi pin khi không thấy xuất hiện điện năng mà khắc phục sự cố lập tức.

Pin nhiệt điện gồm những gì?
Pin nhiệt điện gồm những gì?

Nguyên tắc hoạt động

Vào năm 1821 thì Thomas Johann Seebeck đã phát hiện ra rằng hai mảnh kim loại khác loại được nối với nhau và được đặt ở hai nhiệt độ khác nhau sẽ tạo ra một điện áp. Cái mà chuyển đổi nhiệt năng trực tiếp sang điện năng.

Ngược lại, vào năm 1834 thì Jean Charles Athanase Peltier phát hiện ra một dòng điện chạy qua mối nối của hai dây dẫn khác loại sẽ biến nhiệt năng thành điện năng trên một kết nối giữa hai vật dẫn điện.

=> Hiểu một cách nôm na nếu có sự chênh lệch về nhiệt độ giữa hai bên mảnh kim loại kết nối sẽ sản sinh ra một dòng điện và ngược lại nếu giữa hai bên mảnh kim loại có sự chênh lệch về điện năng sẽ sản sinh ra nhiệt năng ở giữa chúng.

Nói như vậy, bạn sẽ khó hình dung đúng không nào? Bạn hãy quan sát hình dưới đây, mình sẽ giải thích rõ hơn về cách hoạt động tạo ra điện năng từ 2 thanh kim loại khi được tạo ra chênh lệch nhiệt qua một thí nghiệm để bạn hiểu nhé.

Nguyên tắc hoạt động của pin nhiệt điện
Nguyên tắc hoạt động của pin nhiệt điện

Chúng ta thực hiện một thí nghiệm nhỏ tạo ra pin nhiệt điện:

  • Nếu chúng ta dùng 2 môi trường nhiệt độ khác nhau: nhúng kim loại A, B vào 2 cốc đựng đựng nước bình thường tạo thành mạch kín nối với bóng đèn thì đèn không phát sáng.
  • Trong trường hợp nhúng kim loại A vào cốc đựng nước nóng 100 độ và kim loại B vẫn giữ nguyên cốc nước cũ, quan sát thấy bóng đèn cháy, chứng tỏ có xuất hiện dòng điện.
Thí nghiệm tạo pin nhiệt điện
Thí nghiệm tạo pin nhiệt điện
=> Kết luận: Nhiệt độ của 2 thanh kim loại có sự chênh lệch càng lớn thì bóng đèn càng sáng. Việc này chứng tỏ rằng hiệu điện thế của dòng điện sinh ra trong mạch sẽ phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ của hai thanh kim loại.

Đặc trưng hoạt động của pin nhiệt điện

Khi có nhiệt độ chênh lệch của 2 vật dẫn sẽ tạo ra sự chuyển động của các electron mang điện tích (hạt tải điện), tại nơi có nhiệt độ cao hơn sẽ có mật độ hạt tải điện cao hơn ở nơi có nhiệt độ thấp.

Theo quy tắc khuếch tán sẽ có sự dịch chuyển thành dòng của các hạt tải điện từ nơi có nhiệt độ cao hơn về nơi có nhiệt độ thấp hơn, cũng là nguyên nhân tạo nên chênh lệch điện thế giữa hai đầu của vật dẫn. Nếu như nối thành mạch kín sẽ tạo thành suất điện động nhiệt điện, cái mà biến nhiệt năng thành điện năng.

Ứng dụng

Ngành năng lượng mặt trời

  • Pin nhiệt điện được ứng dụng để làm pin năng lượng mặt trời. Đây chính là một sáng kiến mới tìm ra nguồn năng lượng của tương lai. Thay vì sử dụng năng lượng hóa thạch, đang càng ngày khan hiếm.
  • Loại pin này có hiệu suất cao gấp 8 lần so với các loại máy phát nhiệt điện mặt trời đã có trước đó, giúp giảm thiểu chi phí, tăng nâng suất nếu sử dụng trên quy mô lớn.
pin-nhiet-dien-gom-nhung-gi-1667656702
Ứng dụng pin nhiệt điện vào ngành năng lượng tự nhiên
  • Theo đó đã có một nhóm nghiên cứu của trường Cao đẳng Boston và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển thành công một tấm pin lai phẳng. Nó sử dụng tia mặt trời và nước nóng để tạo ra năng lượng nhiệt.
  • Loại pin này được tính toán có hiệu suất cao gấp 8 lần so với các loại máy phát nhiệt điện mặt trời thông thường đã có trước đó. Loại pin này giúp nâng cao đáng kể hiệu quả chi phí cho công nghệ nhiệt điện ở tương lai nếu sử dụng được trên quy mô lớn.

Trong ngành quân sự

Theo báo quân đội đưa tin các nhà khoa học thuộc Bộ môn Hóa, Khoa Hóa lý kỹ thuật (Học viện Kỹ thuật quân sự) vừa hoàn thành đề tài nghiên cứu cấp Bộ Quốc phòng: “Hoàn thiện công nghệ chế tạo pin nhiệt cho tên lửa phòng không tầm thấp”. 

Theo như bài báo phân tích pin nhiệt đã được nghiên cứu và đưa vào sản xuất công nghiệp ở nhiều nước từ những năm 1950 nhưng hiện vẫn còn mới đối với nước ta.

Hiện nay pin nhiệt luôn là lựa chọn ưu tiên trong kỹ thuật quân sự và hàng không vũ trụ. Chúng được sử dụng trong ngòi nổ đạn pháo, ngòi nổ chậm của bom, hệ thống mục tiêu giả, ghế nhảy dù… Trong kỹ thuật tên lửa, pin nhiệt được dùng cho tên lửa phòng không tầm thấp với nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho đầu tự dẫn hồng ngoại để bắt mục tiêu.

Như vậy bài viết trên đã cung cấp cho mọi người thêm thông tin về pin nhiệt điện gồm những gì? Nếu có bất kỳ thắc mắc thêm nào về pin nhiệt điện cũng như pin nhiệt điện gồm những gì thì hãy để lại bình luận ở phần comment để được giải đáp nhé.

Bài viết liên quan

Hỏi đáp (0 lượt hỏi và trả lời)

Đánh giá của bạn :

Thông tin bình luận

Thông tin hay