Ефект на Пелтие

Изпълнено от студент от група AT-11

Вход: електрически ток.

Изход: количество топлина, температура.

Когато постоянен електрически ток протича във верига, състояща се от различни проводници, топлината се абсорбира или освобождава, в зависимост от посоката на тока, в контактните точки (кръстовища) на проводниците. Топлината на Пелтие, отделена или абсорбирана в слоя, е пропорционална на общия заряд, преминал през кръстовището, или произведението на текущата сила и време. Коефициентът на Пелтие зависи от вида на контактните проводници и от техните температури.

Ефектът на Пелтие е най-силно изразен при контакти на полупроводници с различни видове проводимост (R или н) (вижте фиг.). Обяснението на ефекта на Пелтие се състои във взаимодействието на проводими електрони, забавени или ускорени в контактния потенциал на pn прехода, с топлинни вибрации на атомите в полупроводниковата решетка. В резултат на това в зависимост от посоката на движение на електроните и съответно от тока се получава нагряване (

ефекта Пелтие
) или охлаждане(Тс) на полупроводниковата област, непосредствено съседна на кръстовището (p-n или n-p кръстовище).

ефект
Коефициентът Пелтие
ефекта Пелтие
,

Където

Коефициентът Пелтие
- топлина Пелтие, Дж

P е коефициентът на Пелтие;

q - зарядът преминал през контакта, С;

Аз - Ток на проводника, A;

Топлината на Пелтие сменя знака, когато се промени посоката на тока. Граници на промяна на параметъра:

пелтие
до 1 V - полупроводник;

Аз - до няколко ампера;

Въпрос: - от 0 до 50 J (за 1 сек.)

Коефициентът на Пелтие може да бъде изразен чрез коефициента на Томсън:

пелтие
Коефициентът Пелтие
q T,

Къде е Томсън;

Т - температурен коефициент, К.

Модулът на Пелтие се отличава с факта, че когато през него преминава електрически ток, той е термопомпа, т.е. изпомпва топлина от едната страна до другата, поради което се използва активно в различни охладителни системи, от хладилници за напитки, до охладителни системи за мощни полупроводникови лазери и различни чипове, особено там, където е необходимо да се ускори процесът на вземане на топлина от нагревателен елемент. Основните насоки на практическото използване на ефекта на Пелтие в полупроводници: получаване на студ за създаване на термоелектрически охладителни устройства, нагряване за отоплителни цели, термостатиране, контрол на процеса на кристализация при постоянни температурни условия.