Peltier-Element

Het Peltier-element

Het Peltier element Een Peltier-element (Peltier-Seebeck of passief thermo-elektrisch element) is een elektrische component die gebruikt kan worden om warmte te verplaatsen van een koude naar een warme plek of om een elektrische stroom op te wekken uit een temperatuurverschil. Het is puur een elektrische warmtepomp, vernoemd naar het Peltier-effect en het Seebeck-effect die beide met dat element opgewekt kunnen worden.

Opbouw van een Peltier-element

Een peltier-element (ook wel T.E.C.) bestaat uit twee plaatjes keramisch materiaal, hiertussen zit de feitelijke motor van het element. Zodra hier een gelijkstroom op wordt gezet, zal één kant warm worden, en de andere kant koud. Hoe dit precies werkt is niet echt van toepassing op dit verhaal, maar wat wel fijn is om te weten is dit: Het temperatuurverschil tussen beide kanten kan oplopen tot 65 graden Celsius. De koude kant is daarom goed geschikt om je processor mee te koelen. Je moet goed opletten dat de warme kant heel goed gekoeld wordt, anders zal deze zijn warmte niet kwijt kunnen, met als gevolg een oververhitte (en waarschijnlijk overleden) processor.

De Werking van een peltier-element

De werking van het Peltier-element is haast hetzelfde als de werking van een warmtepomp. Het Peltier-element bestaat uit twee keramische plaatjes waartussen staafjes halfgeleidend metaal zijn geplaatst. Wanneer er een stroombron wordt aangesloten, gaat er natuurlijk een stroom lopen. De elektronen kunnen maar in één richting door het halfgeleidend materiaal gaan en ze kunnen dus maar in één richting energie meenemen. De kant van het element waar de elektronen vandaan komen, wordt koud. De kant van het element waar de elektronen naar toe bewegen, wordt warm. Heel eenvoudig gezegd worden er dus Joules van de ene kant naar de andere kant gepompt. Dit werkt een temperatuurverschil van maximaal 70°C in de hand. Welke kan van het element warm en welke kant koud wordt, is geen algemeen gegeven, dit hangt namelijk van de stroomrichting af.

Koelen:

De kant waar alle energie naar toe wordt gebracht, kan dus tamelijk heet worden. Als de ontstaande warmte niet kan worden afgevoerd, kan het element oververhit raken. Er is dan een grote kans op kortsluiting. Aangezien men dit wil voorkomen, is een goede koeling van de warme kant noodzakelijk. Het koelen van het element kan op twee manieren: met lucht of met water. Koeling met water is in het geval van een peltier-element efficiënter dan koeling met lucht. Door een waterkoeler op het element te plaatsen wordt oververhitting voorkomen, en kan het element zorgen voor een, indien gewenst, betere koeling. Andersom is het natuurlijk ook mogelijk. Wanneer bepaalde componenten te veel zijn afgekoeld, kan er condensatie optreden. Ook dat kan kortsluiting in de hand werken.

Peltier-effect / Seebeck-effect 

Het Peltier-effect is de directe omzetting van een elektrische stroom in een temperatuursverschil, die optreedt op het grensvlak tussen twee verschillende metalen of halfgeleiders. Het is het omgekeerde van het Seebeck-effect, waarmee de omzetting van een temperatuursverschil naar een elektrische spanning wordt beschreven. In feite zijn deze twee processen hetzelfde, alleen verlopen zij in omgekeerde richting.

De voor- en nadelen van een Peltier-element

Peltier-elementen hebben een aantal voordelen ten opzichte van andere koelsystemen of verwarmingselementen. Ten eerste: een Peltier-element bevat geen bewegende delen. Het gebeurt dus zelden dat het element onderhoud nodig heeft. Ten tweede: een Peltier-element heeft, mede door de afwezigheid van bewegende delen, geen slijtage. Vervanging is dus niet nodig, tenzij het element niet meer werkt vanwege oververhitting of iets dergelijks. En ten derde: een Peltier-element heeft een zeer eenvoudige constructie. Hierdoor is het makkelijk te verplaatsen of anderszins aan te sluiten
Naast de voordelen heeft een Peltier-element natuurlijk ook zijn nadelen. Ten eerste: een Peltier-element gebruikt vrij veel elektriciteit en zorgt voor meer warmte dan het vervoert. Dit kan gemakkelijk leiden tot oververhitting als de extra warmte niet wordt gecompenseerd. Ten tweede: het rendement van veel Peltier-elementen is vrij laag. En ten derde: een Peltier-element heeft maar een berperkte koel- en verwarmingsvermogen.

________________________________________________________________________
http://tweakers.net/reviews/161/4/high-level-duron-tweaking-werking-van-een-peltier-element.html 
http://nl.wikipedia.org/wiki/Peltier-element 
http://wetenschap.infonu.nl/natuurkunde/113913-het-peltier-element.html

mogelijke alcoholen

Wilson maakte zijn vat met onverzadigde waterdamp, die werd onderkoeld door een adiabatische expansie.

Wij hebben besloten om ons vat met alcoholdamp te maken omdat een vat met waterdamp net iets te complex  was(na een studie van Bryan) , zeker voor een experiment. Voor een vat met waterdamp werd altijd een grote overdruk vereist wat wij moeilijk konden realiseren. 

Wat zijn alcoholen?

Een alcohol of ook wel alkanol is in de scheikunde een organische verbinding met een hydroxylgroep gebonden met organischekoolstofketen (een aryl- of alkylgroep).^[

Een hydroxylgroep is in de organische chemie een functionele groep bestaande uit een zuurstof- en een waterstofatoom, die via het zuurstofatoom aan de rest van een molecuul vast zit.

Een koolstofketen of koolstofskelet is in de organische chemie een regelmatige aaneenschakeling van koolstofatomen. Een dergelijke keten vormt de basis van organische moleculen. Koolstofketens zijn vergeleken met ketens van andere elementen zeer stabiel, omdat koolstof met zichzelf sterke covalente bindingen vormt.

Alcoholen kunnen onderverdeeld worden in:

•      Primaire alcoholen: een alcohol waarin het koolstofatoom dat de OH-groep draagt aan maximaal één ander koolstofatoom gebonden is heet een primair alcohol.
• ·  Secondaire alcoholen: is het koolstofatoom aan twee andere koolstofatomen gebonden, dan heet het een secundair alcohol.
• ·  Tertiaire alcoholen: is het koolstofatoom aan drie andere koolstofatomen gebonden dan spreekt men van een tertiair alcohol.

De alcoholen die wij willen gebruiken zijn:

1. 2-propanol (isopropyl alcohol)

Alle experimenten die je op het internet tegen komt zijn met 2-propanol. Het is dus logisch dat wij het hier ook mee proberen. 


2-propanol, isopropanol, isopropylalcohol, afgekort IPA, is een secundaire alcohol die voor reiniging en ontsmetting wordt gebruikt. Door het snelle verdampen en het goede oplossen van vettigheid heeft het een breed scala aan toepassingen. Zo tast het kunststoffen en printplaten niet aan. Het wordt industrieel bereid door de additie van water aan propeen. Dit verloopt volgens CH₂=CH-CH₃ + H₂O → CH₃-CHOH-CH₃.

Enkele toepassingen zijn :

• Als ontsmettingsmiddel in de gezondheidszorg.
• Een veelgebruikt huishoudelijk oplosmiddel, bijvoorbeeld voor het schoonmaken van brillenglazen.
• Reiniging van drukvlakken in de grafische industrie.
• Reinigen van siliciumwafers in de chipindustrie.

2. methanol 

Methanol of methylalcohol (in België ook bekend als brandalcohol) is het eenvoudigste alcohol en heeft als brutoformule CH₃OH.

Methanol wordt vaak tot de primaire alcoholen gerekend, maar hoort daar volgens de strikte definitie niet bij. Het kenmerk van primaire alcoholen is dat er twee waterstofatomen direct naast de OH-groep zitten en bij methanol zijn dat er drie.

3. ethanol 

Ethanol (triviale naam ethylalcohol), vaak afgekort tot EtOH, is de bekendste en meestvoorkomende alcohol, aangezien het een vaak gebruikt oplosmiddel is en het de alcohol is die in alcoholische dranken zit. In het dagelijkse spraakgebruik wordt ethanol gewoon alcohol genoemd. 

4. 1-propanol 

1-propanol is een primaire  alcohol die voornamelijk gebruikt wordt als oplosmiddel in de organische chemie en als schoonmaakmiddel. Het is een ontvlambare encorrosieve kleurloze vloeistof.

Door aanwezigheid van de polaire hydroxylgroep is 1-propanol goed oplosbaar in water, omdat er waterstofbruggen kunnen gevormd worden. Het is een isomeer van 2-propanol.

Isomeren zijn stoffen die hetzelfde aantal en dezelfde atoomsoorten bevatten maar die verschillen door de manier waarop ze onderling met elkaar verbonden zijn. Ze hebben dezelfde molecuulformule maar een verschillende structuurformule. 

(bron: wikipedia) 

Taak GP: onderdeel geschiedenis

We hebben in de loop van de eerste maand ook een opdracht gekregen in verband met de Geschiedenis van onze Geïntegreerde Proef.
Binnen 2 weken zullen we gezamelijk aan deze opdracht werken zodat dit deeltje al reeds is afgehandeld en we ons dan kunnen richten op de praktische uitwerking van het Wilsonvat.

Proefopstelling 1e experiment

Op onderstaande foto kunt u de opstelling zien voor ons eerste experiment.
De diaprojector zullen we hoogst waarschijnlijk vervangen door een simpele zaklamp.
De datum hiervan is nog onduidelijk omdat dit enkel kan doorgaan op schooldomein omwille van de veiligheid.
We zullen kijken of we in de herfstvakantie al iets van praktische realisatie kunnen bekomen.
We houden jullie op de hoogte !

Introductie

Beste,
Als laatstejaars is het Ieperse VTI de traditie om per groep een eindwerk te maken.
Wij, Tom, Isabel, Kelly en Bryan hebben ervoor gekozen om een Wilsonvat/Nevelkamer te maken.
Dit is een wetenschappelijk instrument waarmee sporen van kleine deeltjes (bv. elektronen of alfadeeltjes) zichtbaar kunnen worden gemaakt.
Ons eindwerk heeft dus veel te maken met Chemie en Fysica, waarin we alle vier grote interesses hebben.
We zullen zoveel als mogelijk onze vorderingen op deze blog proberen te plaatsen, zodat jullie weten waarmee we ons bezig houden.
We hopen om de nodige feedback te krijgen en zo ons eindewerk op punt te houden.
Bedankt op voorhand !