Seebeck-Effekt: Was es ist und wie es auf einem aktuellen PC funktioniert

Dumme Frage. Nein? Nun, es ist wirklich eine ziemlich merkwürdige Schwebe, in der das Mögliche wahrscheinlich gemacht werden könnte und dies etwas Wahres auslösen könnte. Aber wie könnte ein Kühlkörper Ihren Lüfter oder Ihre Lüfter ohne externe Stromquelle mit Strom versorgen? Willkommen zu der Seebeck-Effekt , die wir aus Computersicht für einen PC behandeln werden.

Um den Seebeck-Effekt zu verstehen, müssen wir etwas so Grundlegendes wie die Funktionsweise von a verstehen CPU or GPU Kühlkörper und natürlich die Materialien, aus denen er besteht. Es ist wahr, dass diese Materialien in ihrer Zusammensetzung variieren. Um diesen Effekt zu ermöglichen und die Frage zu verstehen, werden wir uns auf zwei einzigartige Metalle konzentrieren.

Seebeck-Effekt: Was es ist und wie es funktioniert

Seebeck-Effekt oder wie man mit zwei Metallen und zwei Temperaturen elektrischen Strom erzeugt

Seebeck

Dieser Effekt hat als Erfinder Vater Thomas J. Seebeck, einen in Estland geborenen Naturarzt und Physiker, der unter anderem den thermoelektrischen Effekt entdeckte, der auch als Peltier-Seebeck-Effekt bekannt ist, bei dem beide die Grundlage für sogenannte Thermoelemente bilden .

Das Seebeck-Effekt ist daher das Gegenteil des bereits bekannten PC-Peltier-Effekts und basiert auf einer sehr einfachen Prämisse: Stromerzeugung durch die erzeugte Wärme oder anders ausgedrückt: Wärme in Strom umwandeln.

Seebeck entdeckte, dass in einem Stromkreis aus zwei homogenen Metallen mit zwei Übergängen bei unterschiedlichen Temperaturen ein elektrischer Strom erzielt wurde. Aber was ist der Beginn dieses Phänomens?

Dieser Effekt ist möglich, weil Metalle unterschiedlich auf Temperaturunterschiede reagieren und dadurch einen (Gleich-) Strom erzeugen, der gleichzeitig ein Magnetfeld erzeugt, alles dank sogenannter ladungstragender Elektronen, die vom heißen zum kalten Ende diffundieren , da in letzterem eine geringere Dichte an heißen Trägern vorliegt und umgekehrt.

Könnten Kühlkörper ihren eigenen Strom für einen Lüfter erzeugen?

Seebeck-2

Nachdem Sie dies verstanden haben, müssen Sie nur an einen Aluminium- und Kupferkühlkörper denken, bei dem die Wärme von der CPU oder GPU abgegeben wird. Wir haben alle Zutaten: Wärme, zwei Metalle und einen Kreislauf, der durch seine Schweißnähte mit zwei unterschiedlichen Temperaturen gebildet wird, der des Chips selbst und der Temperatur der Luft in den Rippen.

Warum wird kein Strom von einem Kühlkörper erzeugt, der diese Bedingungen erfüllt? Es müsste sich nicht auf das verlassen Hauptplatine zu funktionieren und könnte von PWM als einzige parasitäre Funktion reguliert werden, wie es AIO-Pumpen im Allgemeinen tun.

Die Theorie würde Wunder wirken, wenn es nicht zwei Faktoren gäbe: Es sind unendlich bessere Lote erforderlich als heute, was den Preis für jeden Kühlkörper teurer machen würde, und zweitens ist der Seebeck-Effekt extrem ineffizient .

Seebeck-gegen-Peltier

Um diese Idee zu verwirklichen und die genannten Kosten außer Acht zu lassen, wäre eine große Menge Wärme erforderlich, um kaum stabile Millivolt bereitzustellen.

Wenn wir ein oder zwei Volt brauchten, dann sprechen wir von Temperaturen, die für eine Metallgießerei typischer sind als für einen PC. Mit den Graden, die eine aktuelle CPU oder GPU erreicht, müssten wir die Lagerkraft ohne Achse und ohne Schaufeln kaum überwinden, so dass die Industrie, obwohl sie diesen Effekt bei der Entwicklung ihrer Produkte berücksichtigt, die Lüfter mit ihrer entsprechenden PWM wartet oder 3-polig aus offensichtlichen Gründen.

Die PC-Industrie kam der Nutzung von Wärme als Quelle für Lüfterbewegungen am nächsten Stirlingmotor und es war ein Fehler, etwas, das wir in einem anderen Artikel sehen werden.