НАУКА И МЫ

Медицинские, исторические, технические, социальные и другие научно-исследовательские работы

Образование »  » Технические

Эффект Пельтье


Эффект Пельтье

   Эффект Пельтье объясняется тем, что средняя энергия носителей заряда по обе стороны контакта различна. При переходе электронов из одного проводника в другой они либо передают избыточную энергию атомам (вблизи контакта выделяется тепло), либо пополняют энергию за счёт атомов (поглощается теплота). При переходе из полупроводника в металл электроны отдают избыточную энергию. Если направление тока изменится на противоположное, то из металла в полупроводник могут выйти только те электроны, которые обладают достаточной энергией. Тепловое равновесие нарушается и восстанавливается за счёт тепловых колебаний кристаллической решётки. При этом поглощается теплота Пельтье. Наличие тепла Пельтье обозначает, что кинетическая энергия электронов при переходе из одного материала в другой изменилась. На рис.8 показана схема опыта по измерению тепла Пельтье, где в спае А ток идёт от металла 1 к металлу 2, а в спае Б – наоборот. Следовательно, в одном калориметре происходит нагревание, а в другом – охлаждение.

Эффект Пельтье

   Рассмотрим качественную сторону теории эффекта Пельтье, проявляющегося в полупроводниковых термоэлементах различной проводимости. На рис.9 а,б представлены схема термоэлектрического холодильника и схема работы термоэлемента. Термопара состоит из двух полупроводниковых термоэлементов различной проводимости – n-типа и p-типа с одинаковыми температурами на концах. К свободным концам подключён источник постоянного тока так, чтобы ток через спай проходил от полупроводника n-типа к полупроводнику p-типа. При таком направлении внешнего электрического поля свободные электроны полупроводника n-типа и электроны связи полупроводника p-типа будут перемещаться от спая к плюсу источника тока, а положительно заряженные дырки ? к минусу. Таким образом, на спае полупроводников будет происходить разделение электрических зарядов и удаление их к свободным концам, т.е. к нижним коммутационным пластинам. Температура верхней коммутационной пластины вследствие отвода от неё энергии будет понижаться – теплота Пельтье из окружающей среды поглощаться. Чем больше в единицу времени отойдет от верхней коммутационной пластины отрицательных и положительных зарядов и чем больше будет их скорость выхода (подвижность), тем ниже будет температура наружной поверхности пластины и соответственно большая холодопроизводительность термопары. При изменении полярности источника тока электроны полупроводника n – типа устремятся вверх к коммутационной пластине, стараясь пройти к плюсу внешнего электрического поля. Навстречу им от полупроводника р – типа будут двигаться положительные заряды. На коммутационной пластине эти разноименные заряды встретятся, что будет сопровождаться выделением тепловой энергии Пельтье. Для изготовления ветвей термоэлементов используют теллурид и селенин висмута, сурьмянистый теллур и др.

Новые технологии на страже водосбережения

 »  »  » 
Приливные электростанции - ПЭС
Тембр звука
Электродвигатель постоянного тока
Модели самолётов
Поиск