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こんにちは。

甥っ子が夏休みの宿題でペルチェ素子を用いた実験をしていました。
見ているとペルチェ素子が結構面白そうなので、いろいろ遊んでみようと思っています。
(甥っ子の宿題の手伝いもかねて…)

ネットを調べると乾電池を使用しての記述は多くみられるんですが、ボタン電池使用の記述が
見当たりませんでした。

自分の電気・電子の知識は、小学生の理科レベルです。
(高校等では、それなりにやってきてますが、自信を持って言えるなら上述程度です。)

ペルチェ素子は
「TEC1-12706」
40×40×3.5(mm)
最大温度差 68℃
最大吸熱 51.4W
最大電流 6A
最大電圧 15V
性能指数 2.35×0.001

…ちんぷんかんぷんです。。
上記の通りになります。(叔父様が買ってきました。)


そこで、質問です。

1.ボタン電池自体の能力が、ペルチェ素子の可動に適しているか。

2.手持ちの素子を、乾電池で可動した時と同等の効果を得るには、ボタン電池は何個必要か。

3.ボタン電池の基本的な能力。


現在の実験(甥っ子の宿題結果)で、

1分程度で、0℃くらい
2分程度で、3℃くらい
徐々に上がって
10分程度で、元の温度くらい

という結果が出ています。
(温度測定方法は、謎です…w)

おそらく、
スイッチ入れて、1分程度で冷え切り。
その後、徐々に温度が上昇し、
10分後には、効果はなかったという簡単な解釈で大丈夫だと思います。

使用したのは、

単3電池  4本
ペルチェ素子 上述のもの。
ヒートシンク
ファン  DC 6V 0.15A

いろいろとばらばらに書いてしまってわかりにくいかと思いますが、
時間あるときにでも、回答よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

もう少し小型のペルチェ素子を使った方が現実的です。


望遠鏡用のCCDカメラを冷やすものだとか、高感度無線機のLNAを冷やすものなど。
これらは数ミリ角で、スタックになっているものもあります。
吸熱容量は小さいですが温度は下げられます。
仕様にもよりますが乾電池でも十分動作させる事が出来ます。

ご質問者様のペルチェは90Wもの電力を消費します。
勿論それ以下の電力でも働きますが、能力は低下します。
また廃熱側はペルチェの90Wに加えて熱移動してきた50Wの合計140Wを放熱しなければならないので大変です。

ボタン電池も色々ありますが、Li-ionボタン電池は200mAhあります。
1C程度の放電は出来ると思うので、4個直列にしたものを30個並列にすると30分位は動作すると思われます。

ボタン型ではないのですが、Li-PO電池であれば10C程度の放電が出来ます。
ラジコン用の14V型を買ってくるのが早いでしょう。
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この回答へのお礼

大変参考になり、かつ分かりやすい文章での説明ありがとうございます。

ペルチェ素子がでかい事は問題視していたのですが、手持ちがありませんで…

ボタン電池で実験を行う前に、ボタン電池をそろえるお金が無くなりそうです…w

ラジコン用の電池情報参考にさせていただきます。

ありがとうございました。

お礼日時:2012/08/23 17:04

ペルチェ素子という物は、大量に電気を使用します。



ボタン電池は、小さくて電気を使う量が少ないものに使用される電池です。
まるっきり電気を蓄えている料が足りません。

ほとんど動かないでしょう。
ボタン電池の能力で動かせるものではありません。

一般的にゲームなどで使われるLR44のボタン電池を使った場合、
10個直列にしたものを、60個並列に接続し、(つまり600個)
動かせる時間は、48秒で電池はなくなる計算になります。(実際にはもっと早く電圧が下がってしまいます。)


ボタン電池は長い時間かけて少ない電気を出すものなので、子と脳な大きな電気を必要とする者には適しません。
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この回答へのお礼

現実と夢が重ならない理由がわかりました…

ボタン電池使えばもっと小型化できるじゃんっていう考えが甘かったんですね…

ボタン電池の点で大変勉強になりました。
ありがとうございます。

お礼日時:2012/08/23 17:06

1.コストの問題は別として、適数あれば稼動はできると思います。


2.電圧と電流の問題で、同等の電圧が出るまで直列でつなげたものを複数つくり、同レベルの電流が得られるようそれらを並列につなげれば良いと思います。
3.このあたりをご参照ください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%82%A4% … 
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この回答へのお礼

ようするに…ボタン電池をたくさんつなげて乾電池状にするということですね!

そもそも自分の考えは本末転倒なことだと気付けました。

適切な説明ありがとうございました。

お礼日時:2012/08/23 17:08

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Qペルチェ素子を乾電池で弱駆動すると何日もつのか

計算すれば判るのでしょうけれど、
実測と理論値は違うかと思いますので、併せてお聞きします。

ペルチェ素子1枚で15cmx3の断熱の箱を乾電池で外気より5℃から10℃
冷やしたいと考えています。要するに若干の保冷を考えています。

さて、ペルチェ素子は市販で30A位の物まで売っていますが、
コントローラーを作るのは少し面倒なので、無しで行きたいです。

4日から1週間の保冷を目指しています。

乾電池は単1が約100g、単3が約25gです。あまり重くしたくありません。
どうでしょう?できそうですか?電子回路には詳しくありません。
結局抵抗をかまさないと駄目ですか?(なるべく抵抗は望みません)

理想形は重さ200gまで。アルカリ電池を想定しています。

*放熱に関しては全てこの際考えておりません。
*最初の急冷(=初期冷蔵)に関しては想定外です。初期冷蔵はしてあるものとするのか、もしくは24時間かかって-5℃に冷え始めても構いません。

Aベストアンサー

回答6の者です。
> 単3が2本で3Vですとどの位機能
について追記。

電池2本直列の場合、
8Aタイプ: 1.5Ω→1本あたり0.75Ω→単3で50分ぐらい。消費電力6.0W~2.2W→吸熱量3.5W~1.3W
6Aタイプ: 2.0Ω→1本あたり1.0Ω→単3で1.5時間ぐらい。消費電力4.5W~1.6W→吸熱量2.6W~0.94W
5Aタイプ: 2.4Ω→1本あたり1.2Ω→単3で2時間ぐらい。消費電力3.8W~1.4W→吸熱量2.2W~0.78W

ただし、上記は内部抵抗を無視しての計算ですから、単3でのこれだけ低抵抗での駆動だと、内部抵抗の分ペルチェに供給される電力は少なくなり、実際の吸熱量は上記よりもっと少なくなります。

ついでに、30Aタイプのペルチェを使った場合について。
さきほどのコメントでは抵抗が小さすぎて電池の負荷曲線に載ってないため挙げなかったのですが、

http://www.exp.org/egg_battery/egg_battery.html
こちらのページによると、単1を1本で、0.165Ωの抵抗で、
90分間、2W~5Wを維持できています。

30Aタイプのペルチェは抵抗0.27Ωとなっていますから、これを電池2本直列で駆動すれば、1本あたり0.135Ωで、上記実験とほぼ同じ状況になります。
ですから、単1を2本直列で、30Aタイプのペルチェを駆動すれば、
一時間程度、10W~4Wの電力供給を維持できることになり、その時の吸熱量は5.8W~2.3Wになります。

回答6の者です。
> 単3が2本で3Vですとどの位機能
について追記。

電池2本直列の場合、
8Aタイプ: 1.5Ω→1本あたり0.75Ω→単3で50分ぐらい。消費電力6.0W~2.2W→吸熱量3.5W~1.3W
6Aタイプ: 2.0Ω→1本あたり1.0Ω→単3で1.5時間ぐらい。消費電力4.5W~1.6W→吸熱量2.6W~0.94W
5Aタイプ: 2.4Ω→1本あたり1.2Ω→単3で2時間ぐらい。消費電力3.8W~1.4W→吸熱量2.2W~0.78W

ただし、上記は内部抵抗を無視しての計算ですから、単3でのこれだけ低抵抗での駆動だと、内部抵抗の分ペルチェに供給される電力は少なく...続きを読む

Qペルチェ素子で冷却したいのですが・・・・

30cm四方ほどのアルミ板の表面を-60℃~-70℃ぐらいに
冷却したいのですが、ペルチェ素子で冷却するのは
可能でしょうか?

また可能とすれば、そのようなぺルチェ素子を安く購入できる
方法がもしありましたら教えて頂きたいのですが・・・

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ペルチエ素子の最初の利用はコンピュウタ-の内部の空気冷却に使用されたが冷却効果がよいので内部の機器に水滴がつくので利用されなくなりましたが、その後、コンピュウタ-の機器類も常温で使用してもトラブルも無くなり最近脚光を浴びていると聞いています。
私が知っている限り現在ぺルチェ素子を使用されている品物は電気式のク-ラ-ボックスとか精米機等に使用しているようです。
-60℃~-70℃に冷却可能か如何かについては電流値(電圧)と冷却効果のグラフが手元に無いのでうろ覚えで申し訳ないのですが可能かも知れません。
日本のぺルチェ素子で最先端の研究をしているのは松下電器(冷蔵庫等への応用)と言われていますので私も資料を請求(返信用の切手同封)しましたが返信無しで相手にして貰えませんでした。
tosainuさんが学生でしたら資料をもらえるかも知れません。
もう一つの方法は50代から60代のの工学部電気の教授及び工学部を卒業された人なら必ず知っているはずなので、そのような人に聞かれたらよいかと思います。
品物は日本では製造されてなく台湾で製作されていると聞いています。
価格は規格品なら数千円ですが規格から外れると何十万とするそうです。
ちなみに私は苦労してインタ-ネットで検索して探しましたが確か秋葉原の電気店のホ-ムぺ-ジで資料をダウンロ-ドをした事を覚えています。
tosainuの御役に立てなくて申し訳ないのですが私の知っていることはこのぐらいです。

ペルチエ素子の最初の利用はコンピュウタ-の内部の空気冷却に使用されたが冷却効果がよいので内部の機器に水滴がつくので利用されなくなりましたが、その後、コンピュウタ-の機器類も常温で使用してもトラブルも無くなり最近脚光を浴びていると聞いています。
私が知っている限り現在ぺルチェ素子を使用されている品物は電気式のク-ラ-ボックスとか精米機等に使用しているようです。
-60℃~-70℃に冷却可能か如何かについては電流値(電圧)と冷却効果のグラフが手元に無いのでうろ覚えで申し訳ないのですが可能...続きを読む

Q携帯バッテリーでペルチェ素子

こんにちは。

甥っ子が夏休みの宿題でペルチェ素子を用いた実験をしていました。
見ているとペルチェ素子が結構面白そうなので、いろいろ遊んでみようと思っています。
(甥っ子の宿題の手伝いもかねて…)

ネットを調べると乾電池を使用しての記述は多くみられるんですが、ボタン電池使用の記述が
見当たりませんでした。

自分の電気・電子の知識は、小学生の理科レベルです。
(高校等では、それなりにやってきてますが、自信を持って言えるなら上述程度です。)

ペルチェ素子は
「TEC1-12706」
40×40×3.5(mm)
最大温度差 68℃
最大吸熱 51.4W
最大電流 6A
最大電圧 15V
性能指数 2.35×0.001

…ちんぷんかんぷんです。。
上記の通りになります。(叔父様が買ってきました。)


そこで、質問です。

1.携帯充電池自体の能力が、ペルチェ素子の可動に適しているか。

2.手持ちの素子を、乾電池で可動した時と同等の効果を得るには、携帯充電池は何個必要か。

3.携帯充電池の基本的な能力。


現在の実験(甥っ子の宿題結果)で、

1分程度で、0℃くらい
2分程度で、3℃くらい
徐々に上がって
10分程度で、元の温度くらい

という結果が出ています。
(温度測定方法は、謎です…w)

おそらく、
スイッチ入れて、1分程度で冷え切り。
その後、徐々に温度が上昇し、
10分後には、効果はなかったという簡単な解釈で大丈夫だと思います。

使用したのは、

単3電池  4本
ペルチェ素子 上述のもの。
ヒートシンク
ファン  DC 6V 0.15A

昨日は、ボタン電池での質問でしたが、ならばと思い携帯バッテリーを採用しました。

いろいろとばらばらに書いてしまってわかりにくいかと思いますが、
時間あるときにでも、回答よろしくお願いします。

こんにちは。

甥っ子が夏休みの宿題でペルチェ素子を用いた実験をしていました。
見ているとペルチェ素子が結構面白そうなので、いろいろ遊んでみようと思っています。
(甥っ子の宿題の手伝いもかねて…)

ネットを調べると乾電池を使用しての記述は多くみられるんですが、ボタン電池使用の記述が
見当たりませんでした。

自分の電気・電子の知識は、小学生の理科レベルです。
(高校等では、それなりにやってきてますが、自信を持って言えるなら上述程度です。)

ペルチェ素子は
「TEC1-12706」
40×40×3.5(mm)
最...続きを読む

Aベストアンサー

携帯用バッテリーが破裂するかもしれませんので、その覚悟をもって行われてください。

リチウムイオン電池が破裂するときのエネルギーは、胸ポケットに入れている携帯の物が破裂すれば、携帯電話機のカバーを突き破って、ポケットに入れていた人が亡くなったという事故まで発生する様な大きなエネルギーの破裂になります。

リチウムイオン電池は、大きな電流が流れた時、内部抵抗が少ないですので一気に大きな電流が流れます。
設計以上の電流が流れた時、電池内部ではガスが発生し、そのガスが、電池本体を膨らませで破裂します。

ですので、流せる限界値を決めた設計になって居ます。
あなたはペルチェ素子に流れる電流を、その限界を超えない様な保護回路を設けて使うつもりでしょうか?
そうでなければ、バッテリーが破裂する事も十分に考慮したうえでやられてください。
大音量の破裂音と、破片が回りに飛び散る事になります。
6畳くらいの部屋の中で破裂すれば、最悪、鼓膜を破るくらいのエネルギーになる可能性もあります。
それくらいの覚悟は必要です。

安易に考えられているようですが、電池を使った実験と言うのは、電池には内部抵抗がある為、電池自身が破裂するほどの危険性がない事、長時間の実験にならずに電池が消耗して冷却効果が失われて常温に戻って行く所などまで考えられたうえで、使われて居る物と思います。

そんなバッテリーなど使わずに、数万円で買える安定化電源装置などを購入して通電している時間と温度変化、下がり着た状態から通電を辞めた状態での常温への戻って行く状態などを観察する方がよほど価値があるでしょう。

もしくは、依然書かれた600個のボタン電池をわざと使うというのも安全性から見れはよほどそちらの方が良いでしょう。

電池やバッテリーの特性など考えもせずに、適当に使うと大変なんですよ。
リチウムイオン電池では、リチウムイオン電池を作っている工場(実際にはソニーでありましたが)でさえ、充電管理方法のミスを起こして、リチウムイオン電池が爆発し、そのラインが吹っ飛んで操業停止にまで追い込まれたことがあるのです。

乾電池だって使い方によっては、やけどをする様なことにもなりますので、そういう覚悟をしたうえでやられてくださいね。


小学校の宿題の為に、新聞に載ったというのも、日記のネタとしては面白いかもしれませんけどね。

携帯用バッテリーが破裂するかもしれませんので、その覚悟をもって行われてください。

リチウムイオン電池が破裂するときのエネルギーは、胸ポケットに入れている携帯の物が破裂すれば、携帯電話機のカバーを突き破って、ポケットに入れていた人が亡くなったという事故まで発生する様な大きなエネルギーの破裂になります。

リチウムイオン電池は、大きな電流が流れた時、内部抵抗が少ないですので一気に大きな電流が流れます。
設計以上の電流が流れた時、電池内部ではガスが発生し、そのガスが、電池本体を膨ら...続きを読む

Qペルチェ素子を自作したい

最近、ペルチェ素子でスマートフォンを充電したり流行っていますが、この肝心のペルチェ素子部分を、効率は悪くてもいいので何とか個人で自作できないものでしょうか?いちおう、電気が出来たとぱっと見てわかるように、LEDでも点灯すれば最高です。
よろしくおねがいいたします。

Aベストアンサー

不可能ではありません。

前回ご紹介した熱電対を300~500個程度作成し、直列に接続してください。
温度差を与えると1個当たり数mV程度の熱起電力が発生しますので、If=10mA程度のLEDなら点灯できると思います。


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