ВУЗ:
Составители:
Основные направления практического использования эффекта Пельтье в
полупроводниках: получение холода для создания термоэлектрических охлаJ
ждающих устройств, подогрев для целей отопления, термостатирование, управJ
ление процессом кристаллизации в условиях постоянной температуры.
Термоэлектрический метод охлаждения обладает рядом преимуществ по
сравнению с другими методами охлаждения. Термоэлектрические устройства
отличаются простотой управления, возможностью тонкого регулирования темJ
пературы, бесшумностью, высокой надежностью работы. Основной недостаток
термоэлектрических устройств – малая величина эффективности, что не позвоJ
ляет их использовать для промышленного получения «холода».
Термоэлектрические охлаждающие устройства применяются в бытовых и
транспортных холодильниках, термостатах, для охлаждения и термостатироваJ
ния термочувствительных элементов радиоэлектронной и оптической аппаратуJ
ры, для управления процессом кристаллизации, в медико-биологических прибоJ
рах и т.д.
Эффект Томсона заключается в следующем. Если вдоль полупроводника,
по которому протекает электрический ток, существует градиент температуры,
то кроме джоулева тепла выделяется или поглощается тепло
T
Q
, пропорциоJ
нальное силе тока и градиенту температуры. Когда направление тока совпадает
с направлением градиента температуры, то при дрейфе носителей от более гоJ
рячего конца к более холодному их избыточная энергия передается кристаллиJ
ческой решетке полупроводника. Это приводит к повышению температуры боJ
лее холодной части полупроводника. При другом направлении протекания тока
носители пополняют недостаток своей кинетической энергии за счет энергии
кристаллической решетки в более горячей области полупроводника. Это привоJ
дит к поглощению тепла и понижению температуры горячей области [35].
Количество выделяемого (поглощаемого) тепла определяется следующим
выражением [35]:
(
)
12
TTIQ
T
−⋅⋅=
τ
, (2.4)
где
τ
– коэффициент Томсона.
В замкнутой цепи, состоящей из разнородных материалов, при наличии
градиента температуры одновременно возникают все три термоэлектрических
эффекта. Связь коэффициентов Зеебека, Пельтье и Томсона выражается следуJ
ющей зависимостью [35]:
T
Π
=
α
; (2.5)
TdT
d
21
ττ
α
−
=
, (2.6)
где
21
,
ττ
– коэффициенты Томсона для двух материалов замкнутой цепи.
Эффект Томсона не имеет технических применений, но должен учитыJ
ваться в относительно точных расчетах термоэлектрических устройств.
21
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
