» Статьи об энергетике » Статьи об энергетике » Эффект Пельтье: магическое действие электрического тока

Эффект Пельтье: магическое действие электрического тока








Любому человеку, хоть как-то связанному с электричеством, хорошо известно тепловое действие электрического тока при его прохождении через различные проводники. Однако не многие знают об обратном действии электрического тока – способности охлаждать. Такое свойства электрического тока было открыто в далеком 1834 году французом Жан-Шарлем Пельтье, поместившем каплю воды между электродами из висмута и сурьмы. При прохождении электрического тока через такую цепь вода замерзла.

Применение эффекта Пельтье для охлаждения электронных устройств особое значение принимает в 21 веке. Стремление к уменьшению физических размеров электронных устройств, приводит к необходимости создания эффективных миниатюрных охлаждающих элементов. Кроме того, охлаждающие элементы Пельтье не имеют движущихся частей и возможно их каскадное соединение. Стоит отметить, что эффект Пельтье обратим, т.е. изменение полярности тока приводит к нагреванию, поэтому на нем легко реализовать систему поддержания температуры – термостат. К недостаткам элементов Пельтье можно отнести низкий КПД (5-8%) и сложность отвода тепла от пластины, противоположной охлаждаемой плоскости.



Теперь попытаемся рассмотреть физические процессы, происходящие при эффекте Пельтье. Как правило, физики заменяют колебания атомной решетки материала неким газом, состоящим из частиц - фононов. Температура такого газа определяется температурой окружающей среды и свойствами самого металла (смеси электронного и фононного газа). Контакт двух металлов вызывает проникновение более «горячего» газа в зону более «холодного», создавая при этом разность потенциалов. Протекание тока через границу двух металлов приводит к тому, что электроны забирают энергию у фононов одного металла и передают ее фононному газу другого. Именно поэтому смена полярности приводит к изменению температурного режима. Изменение разности температур происходит до того момента, пока не закончатся высокоэнергетичные электроны – наступает температурное равновесие.



Практическое же применение эффект Пельтье нашел для охлаждения микросхем. При этом несколько элементов собираются в отдельный модуль. Эффект Пельтье широко применяется в приборах ночного видения, цифровых фотоаппаратах, лазерной и инфракрасной технике, бытовых охладителях воды и переносных холодильниках. Наибольший интерес эффект Пельтье вызывает у разработчиков микропроцессорной техники.





Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com