Popularmente conhecida como pastilha peltier devido ao seu formato normalmente quadrado e achatado as células ou módulos peltier são muito utilizadas em refrigeração de componentes eletrônicos, bebedouros, adegas e caixas refrigeradas.
Isso graças à sua característica de manter um diferencial de temperatura gerado entre um lado e outro da pastilha quando alimentadas com corrente contínua oque se conhece como efeito termoelétrico ou peltier.
O efeito Peltier
(Também conhecido como força eletromotriz de Peltier) é a produção de um gradiente de temperatura na junção de dois condutores (ou semicondutores) de materiais diferentes quando submetidos a uma tensão elétrica em um circuito fechado.(fonte: Wikipédia)
Na prática essa “pastilha” quando alimentada com Vdc , uma das suas faces se aquece enquanto a outra se resfria, (muito importante a necessidade de um dissipador de calor no lado quente)
O que aproveitamos nesse curiosa experiência é o fato de que quando aquecemos o lado frio, (o lado da célula peltier que se resfria quando energizado) e resfriamos o lado quente (o lado que se aquece quando energizado), acontece justamente o contrário, temos um diferencial de corrente elétrica nos terminais.
Isso mesmo! Geramos energia com calor e frio!
Obs: A intensão aqui não é detalhar mas quem interessar… Veja efeito Seebeck.
Pois bem, a partir daí só botar a criatividade para funcionar e fazer uma montagem “bonita” com uma vela servindo de fonte de calor, um dissipador encima para que esse lado se mantivesse mais frio, e um pequeno motor DC com hélice.
Oque temos é uma bolacha, chapa metálica embaixo pastilha no meio e chapa metálica encima com o dissipador de calor unidos com pasta térmica para melhorar a condução térmica.
– A vela aquece a chapa inferior que por condução esquenta o lado “frio” da pastilha
– O calor passa por dentro da pastilha
– A parte de cima também vai aquecer (mas queremos esfria-la)
– A chapa que esta encima em contato com a pastilha vai será aquecida e esse calor é conduzido para as lâminas do dissipador e retirado pelo ar.
Assim, o lado de baixo estará sempre mais quente que o lado de cima, temos um diferencial de temperatura e um fluxo constante de elétrons pelos terminais até o motor.
Oque usei:
- Patilha termoelétrica peltier 90W 12V
- Motor 3Vdc
- Cooler de computador
- Hélice de plástico
- Bloco de madeira para a base
- Chapa de alumínio
- Pasta térmica
- Parafusos com porcas
- Tubo de alumínio
A pastilhe peltier pode ser de qualquer tensão ou potência.
Obs: A tensão gerada é muito menor comparada ao mesmo diferencial de temperatura que se tem qdo alimentada.
O alumínio é um bom condutor térmico, muito comum, fácil manejar, cortar, lixar… (o cobre é muito melhor porém mais caro e difícil de se encontrar em chapas)
O motor que usei começa a funcionar com aproximadamente 1V e uns 20 segundos depois de aquecera chapa com a vela.
Não necessariamente uma hélice de plástico, pode ser de outro material resistente desde que seja de um tamanho adequado, bom que seja pelo menos do tamanho do radiador de calor.
O ideal é que não sirva apenas de enfeite, é muito legal ver girando com energia da chama de uma vela mas se a hélice tiver realmente retirando calor das laminas do dissipador o sistema vai ser mais eficiente e se sendo assim, o diferencial de temperatura vai ser mantido ou até aumentado e consequentemente a tensão gerada também vai ser maior fazendo a hélice girar mais rápido.
Tive um pouco de trabalho nesse ponto tentando encaixar o motor no meio do dissipador para aproveitar mais o fluxo de ar da hélice.
Os parafusos são fusos cortados, compra-se barras de normalmente um metro em depósitos de materiais de construção.
Os pequenos tubos entre a base de madeira e a chapa de alumínio sobre a vela, são tubos de sucatas de antenas, é possível usar só os parafusos com poscas para fazer esse suporte.
Quem gostou, tem tempo e gosta de fazer esse tipo de coisa, pode ser um bom projeto de ciências, ou para satisfazer a curiosidade, boa sorte!
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