陳恰恰 齊亞坤

初二下學期學習電學之后，我對電學產生了興趣。我曾從一篇科普文章中了解了溫差發(fā)電，發(fā)現人們對它并不熟悉，于是我們對溫差發(fā)電進行了簡單的探究實驗。

一、資料查詢

溫差發(fā)電是利用海水的溫差進行發(fā)電。海洋不同水層之間的溫差很大，一般表層水溫比深層或底層水溫高得多。

溫差發(fā)電原理是，溫海水流入蒸發(fā)室之后，在低壓下沸騰變?yōu)榱鲃诱魵饣虮榈日舭l(fā)氣體作為流體，推動透平機旋轉，啟動交流電機發(fā)電。用過的廢蒸氣進入冷凝室被海洋深層水冷卻凝結，再進行循環(huán)。如圖1所示。

半導體溫差發(fā)電是利用半導體溫差電偶模塊（半導體制冷片），利用人為制造的溫差條件發(fā)電。它的原理是，在兩塊不同性質的半導體兩端設置一個溫差，于是在半導體兩端就形成了直流電壓。半導體溫差發(fā)電具有無噪聲、壽命長、性能穩(wěn)定等特點，因此在實際生活中得到越來越廣泛的應用。

此外，由于發(fā)電裝置體積小、攜帶方便，半導體溫差發(fā)電不會對環(huán)境造成破壞，因此被越來越多的人看好。

二、實驗準備

由于這項實驗涉及電學，我準備了電流表、開關等電學實驗用具。

我網購了一塊半導體溫差電偶模塊，它是一個下端由金屬材料制成、上端由石質材料制成的導體，其兩端連有接出的兩條電線。

如果用半導體溫差電偶模塊直接連接電流表測量，可能會出現短路問題，于是我在電路中串聯了一個小燈泡和一個開關。

為了計算出冷、熱溫度差并進行比較，我準備了溫度計。

另外，我還準備了一個導熱性能良好的金屬盒子，一個可以用來盛放冰水混合物的塑料盒子。實驗電路如圖3。

三、實驗過程

在盒子中分別倒入不同溫度的水后，根據電量的變化，在熱水變冷、冷水變熱時，測出溫度，計算溫度差。

觀察數據后發(fā)現，溫差越大，電流越大。在溫度差大約只有1℃時，電流近似為0。小燈泡在電流為0.2A和0.18A時亮度可見。電流為0.16A時發(fā)出微弱的光。在電流為0.14A以下時，基本就看不見光了，如圖4。

通過實驗發(fā)現，在半導體溫差發(fā)電過程中，電流強弱與溫差大小有關。溫差越大，電流越大;溫差越小，電流越小。溫差接近1℃時，電流為0。