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热电制冷技术:帕尔贴效应与热电效应探究

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:具体地说,温差产生一个电势(电压),它在封闭的回路中产生电流,这种效应称为塞贝克效应,即热电第一效应。两种不同的金属构成闭合回路,当回路中存在直流电流时,两个接头之间将产生温差,这就是帕尔贴效应,即热电第二效应,是塞贝克效应的逆过程。所谓帕尔贴效应,是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时,其一端吸热,一端放热的现象。

热电制冷技术:帕尔贴效应与热电效应探究

激光器是温度敏感型器件。

有些场合需要营造激光器的恒温环境

1821年,塞贝克(T.J.Seebeck)发现,在两种不同金属组成的闭合线路中,如果两接触点的温度不同,其周围使指南针磁铁偏转。塞贝克最初认为这是由于温差所引起的磁性所致。进一步实验后,他很快发现这是由于温差所引起的电流导致的磁铁偏转。具体地说,温差产生一个电势(电压),它在封闭的回路中产生电流,这种效应称为塞贝克效应,即热电第一效应。

1834年,法国人帕尔贴(J.C.A.Peltier)发现,当直流电流通过两种不同导电材料组成的闭合线路时,就会使一个接点变冷,另一个变热。两种不同的金属构成闭合回路,当回路中存在直流电流时,两个接头之间将产生温差,这就是帕尔贴效应,即热电第二效应,是塞贝克效应的逆过程。

塞贝克(1770—1831)

温差→电流(电压)

帕尔贴(1785—1845)

半导体制冷器(Thermoelectric Cooler)是利用半导体材料的帕尔贴效应制成的。所谓帕尔贴效应,是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时,其一端吸热,一端放热的现象。重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料,碲化铋元件采用电串联,并且是并行发热。TEC包括一些P型和N型对(组),它们通过电极连在一起,并且夹在两个陶瓷电极之间;当有电流从TEC流过时,电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧,在TEC上产生“热”侧和“冷”侧,这就是TEC的加热与制冷原理。(www.xing528.com)

电压→温差

TEC特点

●不用制冷剂,无污染

●无机械传动部分,无噪声

●电流方向和大小调节制冷、制热,灵活

●体积小

●功耗低

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