Большую роль для развития физической науки сыграл тот факт, что Иоффе нашёл решение проблемы использования теплоэлектрических и термоэлектрических качеств полупроводников. Это явление активно применялось в опытах и позволяло преобразовывать световую и тепловую энергию в электрическую. Абрам Фёдорович приложил руку и к разработке теории термоэлектрогенераторов и того же рода холодильников.
Сделано это было во время войны. Необходим был способ, позволяющий партизанам заряжать аккумуляторы радиопередатчиков. Конечно, партизанским отрядам поставляли новые батареи с помощью самолетов, но этим способом не всегда удавалось воспользоваться. Также были сделаны динамо-машины для подзарядки, которые работали от двигателя автомобиля или от усилий человека, но и они не решили проблемы.
Термоэлектрогенератор ТГ-1
Когда началась Великая Отечественная война физики Ленинградского физико-технического института разработали специально для партизан и диверсионных групп, забрасываемых в тыл противника, термоэлектрогенератор ТГ-1, известный под названием «партизанский котелок». Работами по его созданию руководил один из коллег Иоффе - Юрий Маслаковец, заинтересовавшийся термоэлектрическими явлениями в полупроводниках еще до войны. ТГ-1 действительно был похож на котелок, наполнялся водой и устанавливался на костер.
В качестве полупроводниковых материалов использовались соединение сурьмы с цинком и константан - сплав на основе меди с добавлением никеля и марганца. Разница температур пламени костра и воды доходила до 300° и оказывалась достаточной для возникновения в термоэлектрогенераторе тока. В результате партизаны заряжали батареи своей радиостанции. Мощность ТГ-1 достигала 10 ватт. Выпуск генератора был налажен в марте 1943 года на «НИИ 627 с опытным заводом № 1».
После войны А. Ф. Иоффе и Ю. П. Маслаковец продолжили работы в области термоэлектричества. В 1950 году Иоффе написал работу «Энергетические основы термоэлектрических батарей из полупроводников», где изучил свойства полупроводниковых материалов, позволяющие достичь максимально возможного КПД термогенератора. Промышленность СССР выпускала различные типы генераторов, предназначенных для удаленных местностей, где нет доступа к электрической сети. Был, например, создан, термогенератор ТГК-3, закреплявшийся на стекле керосиновой лампы и позволявший питать радиоприемник.
В годы войны А.Ф.Иоффе участвовал в строительстве радиолокационных установок в Ленинграде, во время эвакуации в Казани был председателем Военно- морской и Военно- инженерной комиссий. Максимальное приближение к практике результатов, достигнутых в фундаментальных областях знания, широчайшее распространение этих знаний - таким было стремление А.Ф.Иоффе. Особенно яркой была инициатива Иоффе в создании знаменитой Лаборатории № 2 (будущего Института атомной энергии, а ныне Курчатовского центра), где в годы войны начались работы по созданию ядерного оружия. Не менее важным стало и предложение А.Ф.Иоффе поставить во главе этих исследований одного из своих учеников - И.В.Курчатова.
В декабре 1950 года, во время кампании по «борьбе с космополитизмом», А.Ф.Иоффе был снят с поста директора и выведен из состава ученого совета института. В 1952 -1955 годах возглавлял лабораторию полупроводников АН СССР. В 1954 году на основе лаборатории организован Институт полупроводников АН СССР, которым академик Иоффе руководил до конца своей жизни.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 октября 1955 года Иоффе Абраму Фёдоровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».
о 1/ На нашем снимке – физики, принимавшие участие в размагничивании кораблей в Севастополе. Справа – И. В. Курчатов, в центре – Ю. С. Лазуркин (ныне доктор физико-математических наук, заведующий сектором Института атомной энергии имени И. В. Курчатова,
Боец народного ополчения, профессор Ленинградского университета К. Ф. Огородников.
Член-корреспондент ЛИ СССР П. П. Кобеко, создавший новое изоляционное вещество – эскапон, которое имело большое оборонное значение, в лаборатории, у крутильного станка.
Группой ленинградских ученых по главе с академиком А. Ф. Иоффе был создан и построен на одном из московских заводов «партизанский котелок» – термоэлектрический генератор. «Партизанский котелок», так же как и другой аналогичный прибор – «чайник», развивал
Е. О. Патон (справа) на полигоне во время испытания танков, сваренных его методом.
В штабе советской авиационной науки – Центральном аэрогидродинамическом инсти- туте имени Н. Е. Жуковского. На снимке (слева направо): член-корреспондент Академии паук (ныне академик, президент АН СССР) М. В. Келдыш, авиаконструктор С. В. Ильюшин и заслуж
Академик В. И. Вернадский диктует свою последнюю работу.
Главный хирург Красной Армии Н.Н. Бурденко в одном из фронтовых госпиталей в первые месяцы Великой Отечественной войны.
Противоминная вахта физиков
9 августа 1941 года из Ленинграда в Севастополь вылетели научный руководитель одной из лабораторий физико-технического института профессор (ныне академик) Анатолий Петрович Александров и прославленный впоследствии ученый и организатор науки Игорь Васильевич Курчатов. В Севастополе они включились в работу по практической реализации разработанного в институте метода защиты кораблей от магнитных мин, которая велась группой ученых и представителей Военно-Морского Флота с начала июля.
Сущность метода состояла в размагничивании корабля, точнее, в компенсации вертикальной составляющей его собственного магнитного поля. Именно на действие этой составляющей и были рассчитаны взрыватели немецких магнитных мин. Компенсация магнитного поля осуществлялась с помощью расположенных по всему кораблю обмоток, по которым пропускался электрический ток. В дальнейшем для малых кораблей и подводных лодок был разработан более простой, безобмоточный способ размагничивания.
Статистика показала, что размагничивание кораблей резко снижает вероятность их поражения магнитными минами. Вскоре эти работы получили полное признание со стороны военных моряков. Ни один корабль не выпускался в море без «визы» ученых - без размагничивания и проверки остаточного магнитного поля.
В конце августа А. П. Александров уехал из Севастополя для того, чтобы организовать работы по размагничиванию кораблей на Северном флоте. Руководителем севастопольской группы остался И. В. Курчатов. В ноябре па плавбазе подводных лодок «Волга» группу перебросили из осажденного Севастополя в Поти. В 1942 году И. В. Курчатов выехал в Казань, где в это время был Ленинградский физико-технический институт, а в 1943 году возглавил коллектив ученых, начавших разработку советского ядерного оружия.
Балерину видали? Она вертится, аж в глазах рябит. Тьфу!
Привяжи к ноге динаму! Пусть она ток даёт в недоразвитые районы!
(А. Райкин)
Хотел написать про то, как предлагают ученые заряжать девайся в условиях экспедиций, оходов от специальных печек, преобразующих тепло в электро энергию. Вот к примеру BioLite CampStove. Компактная, весом всего 1 кг и легко умещается в рюкзак. Цена 129$
Потом вспомнил про термофор и его печь Индигирку, выдающую мощность 60Вт при напряге 12 вольт.
Потом нашлось еще
Hatsuden-Nabe от японской TES NewEnergyCorporation. Это кастрюля с USB портом, и она может преобразововать тепло, которое было бы потрачено зря, в питание для зарядки телефона (или любых других USB гаджетов.
и еще, и еще, и...
начал копать дальше и вот вам небольшая история о том, как полезно в наше время "переоткрывать" открытия.
Подлинным возрождением термоэлектричества и термоэнергетики можно считать начало 30-х годов XX столетия, а его инициатором – академика А.И.Иоффе. Он выдвинул идею о том, что с помощью полупроводников можно сделать реальный шаг на пути превращения тепловой (в том числе солнечной) энергии в электрическую. Это привело к созданию уже в 1940 году фотоэлемента для преобразования световой энергии в электрическую.
Первое практическое применение полупроводниковых термоэлементов было осуществлено в СССР в период Великой Отечественной войны под непосредственным руководством А.И.Иоффе. Это был, ныне широко известный, «партизанский котелок» – термопреобразователь на основе термоэлементов из SbZn и константана. Разность температур спаев в 250-300оС обеспечивалась огнем костра при стабилизации температуры холодных спаев кипящей водой. Такое устройство, несмотря на сравнительно невысокий КПД (1,5-2,0 %), с успехом обеспечивало электропитанием ряд портативных партизанских радиостанций. «Партизанский котелок», так же как и другой аналогичный прибор - «чайник», развивал электрическую мощность около 10 ватт.
Примерно тех же времен вот этот весьма занимательный девайс. На обычную керосиновую лампу устанавливался адаптер, который позволял запитать радиоприемник, как на фото или лампочку Ильича.
Когда-то "широко известный, «партизанский котелок»" теперь неизвестен практически никому, как и академик А.И. Иоффе. Понятно, что в середине прошлого века энергетика развивалась столь бурно, что казалось еще чуть чуть и план электрификации всей страны приведет тому, что розетку можно будет найти и в лесу дремучем.
К сожалении страна уже неторт, плана нет и незаслуженно забытая практически целая отрасль вновь находит свою нишу. Непонятно к чему эти крики про "изобрели", "инновации" и т.д.?
Эффект Зеебека для малой генерации электроэнергии применяется достаточно давно. До появления солнечных батарей это был достаточно распространенный способ получения хотя бы какого-то электропитания. Многие до сих пор помнят так называемый «партизанский» котелок. При помощи такого котелка можно было питать радиостанцию. Котелок с водой устанавливался на костре. Внутри днища котелка были установлены термопары. За счет теплового потока от огня к воде через термопары пользователь получал электрический ток.
Современный аналог «партизанского» котелка:
Термоэлектрический «партизанский» котелок
Широко применялись в свое время и керосиновые лампы с аналогичным эффектом электрической мощностью около 5 Вт.
Керосиновая лампа с установленным на нее термоэлектрическим генератором:
Керосиновая термоэлектрическая лампа
В настоящее время, с опозданием в десятилетия, похожие продукты начали выпускать и китайские, и американские фирмы. Однако у них есть существенный недостаток. Применяемые там термоэлектрические модули изготовлены по технологии элементов Пельтье, а не по технологии термоэлектрических батарей Зеебека. В итоге данные изделия получаются очень недолговечными.
Периодические приходится слышать, как изобретательные люди пытаются получить автономно электроэнергию путем вроде «обклеить печь элементами Пельтье». Однако они не учитывают то, что недостаточно нагреть термоэлектрический модуль. Необходимо пропустить через него как можно больше тепла. То есть с одной стороны эффективно нагреть, а с другой очень эффективно охладить. И чем выше будет разница температур, тем больше процентов тепла превратится в электроэнергию. Можно приобрести в сети термоэлектрические модули на керамике, которые продают с пометкой генераторные термоэлектрические модули. Но нужно понимать, что для того, чтобы такой термоэлектрический модуль показал хотя бы 80% от заявленной на нем мощности необходимо его охлаждать постоянным потоком холодной воды через тщательно подогнанную алюминиевую пластину. Разумеется, такое охлаждение в бытовых устройствах маловероятно. Да и в любом случае ресурс таких термоэлектрических генераторных модулей крайне низок в силу несоответствия применяемых для их производства технологий условиям эксплуатации. А именно большой по сравнению с элементами Пельтье разнице температур. Генераторные модули, которые изготовлены по технологии, рассчитанной на длительную эксплуатацию в реальных условиях и с высоким КПД, вы можете увидеть на нашем сайте на странице Термоэлектрический генераторный модуль.
Еще одно изделие нашей разработки, предназначенное для быта. Это электрическая энергопечь или печь генератор. Это термоэлектрический генератор, вмонтированный в твердотопливную печь. Предназначен для отопления с естественной циркуляцией жидкого теплоносителя. Такая печь может обеспечивать потребителя электроэнергией с электрической мощностью в пике до 2 кВт (напряжение 220 В), а также 5-7 кВт тепловой энергии.
Схема печи генератора с термоэлектрическим генератором.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕЧИ ГЕНЕРАТОРА
Электрическая мощность в пике — 2 кВт
Электрическая мощность постоянная номинальная — 150 Вт
Напряжение — 12 В и 220 В
Тепловая мощность — 5-7 кВт
Отопление — жидкостное
Стоимость — от 48 000 руб.
Существует вариант и для газового топлива. Нами был разработан газовый отопительный котел с термоэлектрической генерацией электроэнергии.
Схема работы термоэлектрического генератора – отопительного газового котла.
«Академик Виноградов» - Поэтика" (1963). Фразеологические единства допускают вставку других слов (положить зубы на полку). С 14 лет давал частные уроки. В. В. Виноградов опубликовал „Исследования в области фонетики северно-русского наречия“. Детство. Лексикография. Заслуги перед отечеством. Особенности фразеологического единства.
«Абрам Фёдорович Иоффе» - Иоффе с сотрудниками. Открытие улицы Абрама Иоффе в Берлине. А.Иоффе и его земляк С.Тимошенко - студенты петербургских институтов. Фото Капицы. Шокли и Иоффе. Дом семьи Иоффе в г.Ромны. Роменское реальное училище. Заседание Ученого совета ФТИ. Физико-технический институт. У главного входа в Физико-технический институт.
«Партизанское движение 1812» - Начало войны. Герасим Курин. Крестьянские партизанские отряды. А.С. Пушкин. Жители Рославльского уезда создали несколько конных и пеших партизанских отрядов. С тобой Не хочу высоких званий, И мечты завоеваний Не тревожат мой покой! Армейские партизанские отряды. Партизанские отряды действовали в сложных условиях.
«Партизанская война» - Большую помощь партизанам оказывало командование фронтов и армий. Вступление. Безусловно. Как изменилось отношение советского проавительства к партизанскому движению в ходе войны? Партизаны Северной Осетии. 1942 г. Партизанское движение. Появилось централизованное руководство в Москве. Результат исследования.
«Стили руководства» - Теория жизненного цикла Херси и Бланшара. 1, 1 Обедненное управление. 1, 1. Обедненное управление. Руководитель излагает суть дела группе подчиненных. Поведение, ориентированное на человеческие отношения. Либеральное руководство: сниженный объем работы + предпочтение демократичному лидеру. Структура задачи.
«Партизанский отряд» - Великая Отечественная Война партизаны. Советские партизаны в Великой Отечественной войне. Диверсии занимали значительное место в деятельности партизанских формирований. Элементы партизанской войны. Действия партизан были преимущественно несогласованны. Расположение советских партизанских отрядов. Лжепартизаны.