• ロジャー*スタウト
3年前
カテゴリ：記事、クーラー、デザイン、注目、ヒートシンク

おとぎ話…永久運動マシン…すべてのおとぎ話が永久運動マシンであるわけではありませんが、すべての永久運動マシンは確かに妖精ですテイルズ 私は熱電クーラーの詳細に入る前に、しかし、おとぎ話のこの特定のカテゴリのための段階を設定することが適切と思われます。

永久運動の二つの古典的なタイプがあります”マシン、”（そう創造的ではない）”タイプ1″と”タイプ2″マシン（または同様に創造的に、”第1種”と”第2種”のマ タイプ1マシンは、最も可能性の高いすぐにあなたに精通しているものです。 それらは、エネルギーを創造したり破壊したりすることはできず、ある形態から別の形態に変換するだけであるという熱力学の第一法則に違反します。 典型的には、タイプ1機械は、明らかに巧妙な設計によって、常に一定の方向に発生するトルクを有する（またはおそらく方向を交互にするが、平均的には一方向を好む）回転機構のいくつかの並べ替えを伴う。 摩擦（または負荷）がない場合、それらはエネルギーを加えることなく永遠に動くでしょう。 タイプ1の機械は非常に簡単に入手できるため、米国特許庁は作業モデルなしでこのタイプの機械の申請を受け付けません。 まれなケースでは、”賢さ”は常にどこかに小さなエネルギー源を隠すことにあり、特許担当者の仕事は発明者よりも賢くなり、それを見つけることです！ タイプ1マシンの最も露骨な例は、発明者が実際にマシンのためのエネルギー源がないにもかかわらず、負荷を駆動すると主張する場所です。 卑劣な例は、彼らがエネルギー源を持っているという事実を隠していない、彼らは単に彼らが取るよりも多くのエネルギーを提供すると主張する。 例えば、数年前、私は、駆動風力タービンよりも多くの電力を供給すると主張した”自由エネルギーゼロコギング発電機”を評価するように求められました。 （この場合、私は発明者が意図的に欺瞞的ではなかったと信じていますが、彼は電力を測定する方法について悲惨に無知でした！）

タイプ2のマシンは、より微妙です。 それらは熱力学の第二法則に違反しており、エントロピーは（閉じたシステムでは）減少することはできないと述べている。 エントロピーは把握するのが少し難しい概念であり、定量化はおろか、非常に多くの場合、熱がより寒い場所からより暑い場所に受動的に流れることは それが起こっているように見える場合は、重要な何かを見逃しているか、または善意のタイプ2永久運動マシンを持っています。 私は私の最初の学部熱力学コースの試験を（恥ずかしいほど）思い出します。 私たちは、”渦管”と呼ばれる好奇心（そして魚のような響き）のものを評価するように求められました。”渦管では、圧縮空気がT字型の管の基部に供給され、驚くべきことに、冷たい空気がTの一方の枝から出てきて、熱い空気がTの他方の枝から出てきます。 問題の声明は非常に具体的で、質量流量と温度と圧力が含まれていたので、私は正味のエネルギーが作成されていないにもかかわらず、流出する空気流の正味のエントロピーが入ってくる空気流のエントロピーよりも小さいことを示す計算を行い、その不可能性を証明しました。 結局のところ、渦管は本物です！ 私は計算ミスをしましたが、教授は少なくとも2番目の法律の違反を探すことを考えているために私に部分的な信用を与えるのに十分寛大でした。 ここでの私のポイントは、寒い場所から暑い場所にエネルギーを”ポンプ”しようとしているときはいつでも、第2法則を考慮する必要があるというこ

熱電冷却器（またはTEC）を入力します。

熱電冷却器を入力します。

これらは、十分に確立されたペルチェ効果を使用する巧妙な小さなガジェットです。 彼らは一種の逆熱電対のようなものです。 あなたはおそらく、ビールクーラーまたは類似の何かの形でどこかに自分自身を見てきました。 彼らは明らかに動作します（そして特許を取得されています）。 それらについての気の利いたことの一つは、彼らが可動部分を持っておらず、完全に沈黙することができるということです。 デバイスの端子に電気をかけると、ガジェットの1つの「側面」が冷たくなり（RV冷蔵庫の場合は「内側」）、同時に反対側（または外側）が熱くなります。 明らかに、あなたの周囲の環境の温度がこれらの2つの極端な温度の間のどこかにある場合、熱は必然的に高温側から環境に流れ出し、熱は環境（ま あなたが注意を払っている場合は、二つのことを締結します: 1)これはファンか液体の冷却剤を使用しないで電子工学を冷却する実際に利発な方法であるかもしれない;そして2)これが第2法律に違反していなければ、私達がまだ考慮することを気にしなかった重大な項目がある(そしてそれは端に私達をかむかもしれない)。これは熱機関のカルノー効率と呼ばれています。

これは熱機関のカルノー効率と呼ばれています。

これはこれです。 適用では、それはあなたがより熱い場所により冷たい場所からその熱の一部を動かすために冷却装置に加えなければならない余分熱の量の、含まれた温度に基づいて速い査定を、与える。 （実際、それはあなたが第2の法律に違反することを避けることを可能にするものです）。 議論のために、接合部から1Wを移動するには、追加の1Wを追加する必要があることが判明するかもしれません。 これらの素敵な、静かな、電気端子を介して。 ボルトの適用時間アンペアは、前にそこになかった余分なエネルギーに等しい供給しました。

ああ、摩擦があります！ 確かに、あなたは小型ペルチェクーラーを作成し、周囲の環境よりも涼しい何かに接合部温度（Tj、電子部品の”内部”）を下げることができ、あるいは–のは貪欲ではな 問題は、クーラーをオンにすると、システム全体にエネルギーを追加してTjを低くすることです。 マクロスケールのサーマルアナリストの観点から見ると、これは通常、最初にシステムからすべての熱を取り出すのに苦労していたため、間違ったことです。 （確かに、その問題は、あなたのTjがあなたが始めたかったよりも熱くなった理由です。）例えば、あなたのPCボードの抵抗は前にあったより2x低くなければならないかもしれません（より大きい熱拡散機、より大きいファン、等。）、より低いTjを得るためにクーラーによって加えられる熱を拒絶するため。 しかし、あなたがそれを行うことができれば、あなたはちょうどそれをやっている必要があります–言い換えれば、クーラーを追加せずに–とあなたはとにかく今、私はTECが優れた選択かもしれないいくつかの状況を考えることができますが、あなたはあなたの計算を非常に確実にする必要があります。

最初は、非常に小さく、局所的な熱の集中があり、その周りの他のすべてを少し加熱することを犠牲にして、その場所の温度を下げる余裕があるときです。 第二は、実際に電子システム内の特定のデバイス、例えばイメージセンサー（いわゆる”暗電流”が深刻な問題であり、温度とともに急速に上昇する）の温度を制 この後者の場合、システムの観点からは余分な熱を取り除かなければならないため、システムの「熱予算」にある程度の余裕が必要です。私のアドバイスは、TECがあなたの電子機器の冷却問題にとって本当に正しいことであるかどうかについて非常に慎重に考えることです。

そして、あなたのビールを冷やすためにそれを使用することは、あなたの電子機器の冷却について慎重に考えようとするなら、どちらか、最良の選択ではないかもしれません！ あなたは裁判官になります！