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G e n e r a d o r e l é c t r i c o c o n f r í o y c a l o r

MATERIAL SUMINISTRADO

Cantidad Medidas (mm) Aplicación No. pza.

Perfil de aluminio en U 2 90x40x20 Perfil conductor 1

Caja de plástico 2 75x75x50 Recipiente de agua 2

Célula Peltier 1 30x30x4,7 Fuente de energía 3

Hélice 1 4

Motor solar 1 ø20 Motor 5

Regleta 1 Conexión de cables 6

Anillos de goma 1 ø40 Fijación de motor 7

Herramientas necesarias: Aceite o lubricante Destornillador

NOTALas maquetas de OPITEC, una vez terminadas, no

deberían ser consideradas como juguetes en el sen-tido comercial del término. De hecho, se trata de

material didáctico adecuado para un trabajo pedagó-gico. Los menores sólo deben realizar los trabajos relacionados con este kit bajo la supervisión de un adulto. No apto para niños menores de 36 meses,

ya que existe riesgo de asfixia.

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PRÓLOGO

Es verdaderamente fascinante ver cómo se mueve una hélice por el juego entre cubos de hielo y agua caliente. Esto es lo que logra una célula Peltier (también llamada termoelemento o elemento Seebeck), cuando se calienta un lado y se enfría el otro. Estas células Peltier son pequeñas piezas de cerámica con cristales de bismutio y telurio, que se utilizan para dife-rentes fines. Se envía electricidad continua a los alambres de conexión (p.ej. 8 V y 3 A en el caso de nuestro elemen-to), y entonces pasa una cosa muy curiosa: Una parte del componente se calienta a 60º, mientras que la otra parte se enfría a 5º. Con este efecto logramos tener una pequeña bomba de calor, como la que tienen las bolsas neveras para los campings, o como las que se utilizan para enfriar aparatos científicos. Si se tiene una fuente adecuada de electricidad continua con 8 V, 4 A, se puede llevar a cabo un experimento. Se para el motor y se conecta la fuente de electricidad. Después de poco tiempo, una de las chapas está caliente, la otra fría. Si se rellena agua en ambos recipientes, uno de los recipientes de agua se calienta lentamente y el otro se enfría. Atención: este experimento no debe llevarse a cabo durante mucho tiempo, dado que en caso contrario se sobre-calienta el lado caliente y se estropea la célula Peltier. Nosotros no utilizamos este elemento de esta forma, es decir, no le introducimos energía, sino que, al contrario, queremos sacarle energía. Por ello, procedemos a la inversa: Calentamos un lado y enfriamos el otro. Inmediatamente, el kit produce 0,5-2 Voltios de tensión. Para ello no nece-sitamos girar la manivela de un dinamo, ni hacemos ruidos. Simplemente transformamos diferencias de tempera-tura, de forma ecológica, en una corriente eléctrica. ¿Por qué hoy en día casi nadie conoce esta forma de generar electricidad, lo cual lleva a que técnicamente no se utilice esta posibilidad? Para ello hay muchas razones. Una de ellas es que el rendimiento de las células Peltier actuales sólo alcanza el 5%, y los componentes son caros. Pero actualmente se están llevando a cabo investigaci-ones que nos hacen esperar que en un futuro no muy lejano, habrá células Peltier más económicas y muchísimo más eficientes. Entonces sí que la utilización de diferencias de temperaturas (p.ej. el calor emitido en procesos de combustión y diferencias naturales de temperatura) podría volverse económicamente interesante. Hoy en día ya se incorporan termogeneradores en los automóviles. Aprovechan la alta temperatura de los gases emitidos como fuente de calor, y el aire exterior para enfriar. Con el termogenerador se puede, p.ej. recargar la batería. Nos alegra poder explorar esta forma ecológica de generación de energía con Vds. Notas para experimentos adicionales: si se desea hacer más potente el termogenerador, se puede incorporar un termoelemento más grande (N°: 207.147) en vez del más pequeño. Advertencias: Cuidado con el agua caliente - existe el riesgo de quemaduras graves. Esto es especialmente cierto en experimen-tos con alumnos jóvenes. Se recomienda en estos casos crear las diferencias de temperaturas mediante la adición de más cubos de hielo, en vez de aumentando la temperatura del otro lado con agua caliente. También se debe tener en cuenta que la base de trabajo (escritorios, mesas, etc.) pueden resultar estropeadas por el contacto con agua. Se recomienda proteger estas superficies o utilizar bases resistentes al agua.

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5 cmKabel

INSTRUCCIONES DE MONTAJE

1. Introducir el eje del motor (5) en la perforación posterior de la hélice (4).

2. Poner una gota de aceite (no aceite de oliva, dado que se vuelve go-moso) o de lubricante en ambas (!) superficies cerámicas de la célula Peltier, y esparcir.

3. Colocar la célula Peltier como se mu-estra, a unos 5 cm del borde inferior del perfil conductor (1), de tal forma que los cables de la célula Peltier queden en el lado largo del perfil conductor.

4. Sujetar ambos perfiles conductores y la célula Peltier con dos gomas (7).

5. Colocar los recipientes de plástico (2) sin tapa en un lado, con las paredes una al lado de otra, y deslizarles enci-ma el perfil conductor.

6. Pasar los cables de conexión del motor (5) por debajo de la goma superior y entre las dos mitades de los perfiles conductores.

7. Fijar el motor por adelante con am-bas gomas, tal como se ilustra.

8. Conectar los cables rojos y negros de conexión del motor y de la célula Peltier mediante una regleta (6). Fijar los delgados cables del motor con cuidado, para asegurar que los extremos pelados estén en contac-to con el conector metálico interior.

9. Termogenerador listo para su funcio-namiento.

10. Llenar uno de los recipientes con agua caliente, y el otro con agua muy fría (lo mejor son los cubitos de hielo o nieve). Mientras mayor sea la diferencia de temperatura, mejor funcionará el mo-tor, y durante más tiempo.