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半导体制冷片的工作原理是什么?

时间:2019-09-26|

阅读量:1857|

来源:admin

你知道半导体制冷片的工作原理是什么吗?半导体制冷片的工作原理:在原理上,半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时...
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你知道半导体制冷片的工作原理是什么吗?半导体制冷片的工作原理:在原理上,半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时,两端之间就会产生热量转移,热量就会从一端转移到另一端,从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量,从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差,这两种热传递的量相等时,就会达到一个平衡点,正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度,可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。

风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到4065度之间,如果通过主动散热的方式来降低热端温度,那冷端温度也会相应的下降,从而达到更低的温度。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端;P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料NP的元件对数来决定,以下三点是热电制冷的温差电效应。

塞贝克效应

一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时,如两个连接点保持不同的温差,则在导体中产生一个温差电动势:ES=S.T式中:ES为温差电动势,S为温差电动势率(塞贝克系数),△T为接点之间的温差。

珀尔帖效应

一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的相反效应,即当电流流经两个不同导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热大小由电流的大小来决定。

Qл=л.Iл=aTc

式中:Qπ为放热或吸热功率,π为比例系数,称为珀尔帖系数,I为工作电流,a为温差电动势率,Tc为冷接点温度。

汤姆逊效应

当电流流经存在温度梯度的导体时,除了由导体电阻产生的焦耳热之外,导体还要放出或吸收热量,在温差为T的导体两点之间,其放热量或吸热量为:Qτ=τ.I.TQτ为放热或吸热功率,τ为汤姆逊系数,I为工作电流,△T为温度梯度

 

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