การศึกษาผลต่างอุณหภูมิทั้งสองด้านของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีผลต่อค่าความต่างศักย์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชุติมา รัตนสุภา

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ซัลวาณีย์ เจ๊ะมะหมัด

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานในการขับเคลื่อนพลังต่างๆ โดยเฉพาะการใช้พลังงานไฟฟ้ามาใช้ในการขับเคลื่อนเทคโนโลยีที่จะเป็นตัวขับเคลื่อนประเทศและพลังงานของมนุษย์ในการดำรงชีวิตต่อไป ปัจจุบันประเทศไทยใช้พลังงานส่วนใหญ่จากถ่านหินปิโตรเลียมซึ่งก็ล้วนมีวันหมดไปทั้งสิ้น ทำให้มีการศึกษาพลังงานหมุนเวียนรูปแบบหนึ่งโดยใช้ความร้อนไปผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ซึ่งก็คือวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคภายในวัสดุที่มีผลมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิสองด้านของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกและพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ จากที่กล่าวมาก็ทำให้ข้าพเจ้ามุ่งไปที่การศึกษาผลต่างของอุณหภูมิสองบริเวณของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีผลต่อ

ค่าความต่างศักย์โดยทดลองให้ความร้อนแก่แผ่นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งจะสร้างแหล่งให้ความร้อนเพื่อให้สามารถทำให้เกิดการส่งความร้อนซึ่งจะส่งผลให้เกิดผลต่างอุณหภูมิหลายค่ามากยิ่งขึ้น โดยการกำหนดระยะห่างระหว่างเครื่องเป่าลมร้อนและตัวส่งถ่ายความร้อนสู่วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกนั่นคือ

แผ่นระบายความร้อนและจะกำหนดเป็นระยะ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 และ 50 เซนติเมตร ทดลองซ้ำเป็นจำนวน 4 ครั้ง จากนั้นหาค่าผลต่างอุณหภูมิระหว่างด้านที่รับความร้อนและด้านที่ไม่ได้รับความร้อน อีกทั้งยังวัดค่าความต่างศักย์ โดยจากการทดลองพบว่าผลต่างอุณหภูมิทั้งสองด้านของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกมีผลต่อค่าความต่างศักย์โดยจะมีความสัมพันธ์แบบแปรผันตรงตามสมการ V= s ΔT และได้ความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงมีค่าสมการเส้นตรงคือ 4.429x+6.7355 จากการศึกษานี้ยังได้ความสัมพันธ์เพิ่มเติมที่เป็นคุณสมบัติของ

วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกจากค่าความชันซึ่งก็คือค่าสัมประสิทธิ์ซีเบ็กโดยมีค่า 4.429 mV/°c ซึ่งจะเป็นไปตามคุณสมบัติของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกโดยการที่วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกมีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบ็กไม่เท่ากับ 0 จะถือว่าเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกและวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่ดีจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบ็กที่มีค่ามาก หากมีค่าเป็นลบจะเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก N-type หากมีค่าเป็นบวกจะเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก P-type อีกด้วยและจากข้อมูลของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกรุ่น SP184827145 ที่บริษัทได้ให้มาพบว่าวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกนี้มีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบ็ก 4.73 mV/°c และเมื่อเปรียบเทียบความคลาดเคลื่อนจากการทดลองพบว่ามีเปอร์เซ็นต์

ความคลาดเคลื่อน 6.3%