携帯バッテリーでペルチェ素子

質問

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。

回答No.2

noname#252929 · 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。

お礼

興味本意とはいえ、安全面を全く考慮しないのは確かによくないですね…

ご指摘ありがとうございました。

回答No.1

x530

> 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。
・論外。
ご質問のペルチェ素子は定格９０Ｗ「１５Ｖ×６Ａ＝９０Ｗ」です。
携帯用充電器は大容量のものでも１０Ｗ／ｈ程度です。

おまけ・・・
単三エネループ１本から取り出せる電力が約２Ｗです。

> 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。

・充電池は、瞬間的にフルパワー以上のエネルギーを出力することは出来ますが、共通特性としてフルパワーで長時間出力することは出来ません。
長時間連続出力するにはフルパワーの１／３～１／５程度です。

携帯充電器が１０Ｗだとした場合。
・１／３出力ならば２７本必要。
・１／５出力ならば４５本必要。

バッテリーで稼働させるのならば、カーバッテリーか大型バイク用バッテリーをオススメします。

余談ながら、、、
ペルチェ素子に対して、一番、重要な事柄が理解されていないようです。

ペルチェ素子は熱移動する素子です。
ペルチェ素子自体は「発熱体でも、冷却体でも」ありません。

お礼

バッテリーの基礎知識もないまま質問してしまいすみませんでした。
ご回答ありがとうございます。