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重庆欢乐生肖玩法介绍: 半導體制冷概述

分類:行業動態  發布日期:2019-03-28  瀏覽次數:165  [返回]

欢乐生肖月饼 www.tmwtz.icu 半導體制冷又稱溫差電制冷。熱電效應比較顯著、半導體制冷效率比較高的半導體材料,在通過直流電時具有制冷功能,因此又稱為半導體制冷。半導體制冷器是由半導體所組成的一種制冷裝置,于1960年左右出現,其理論基礎可追溯到19世紀。

半導體制冷建立在熱電效應的基礎上,總的熱電效應由同時發生的五種不同效應組成,其中塞貝克、帕爾帖和湯姆遜效應表明熱和電能相互轉換是直接可逆的,焦耳效應和傅立葉效應是熱的不可逆效應。

1.塞貝克效應

1821年,塞貝克發現當兩種不同的金屬1和2組成一個閉合回路時,如果在兩金屬的接頭處溫度T1、T2不相等,則在閉合回路中將產生電流,其溫差電動勢E與兩接頭的溫差ΔT和金屬的溫差電動勢率α滿足下列關系,E=αΔT,這就是塞貝克效應。

2.帕爾帖效應

法國物理學家帕爾帖在1834年發現,當有外加直流電流流過由兩種不同金屬組成的閉合回路時,在兩接頭之一會有熱量Q的吸收,而在另一接頭上會有熱量Q的放出。這種吸收或放出的熱量稱為帕爾帖熱。

接通電源之后,冷端的熱量被移到熱端,冷端溫度降低,熱端溫度升高,這就是著名的帕爾帖效應。這個現象直到近代隨著半導體的發展才有了實際的應用,也就是半導體制冷器的發明。

3.湯姆遜效應

帕爾帖效應發現數十年后,湯姆遜發現,當電流流過有溫度梯度ΔT/ΔX的導體時,除了產生與電阻有關的焦耳熱外,還要吸收或放出熱量Q,這就是湯姆遜效應。Q稱為湯姆遜熱量,由干在半導體中這種效應較弱,可以忽略不計。

4.焦耳效應

單位時間內由穩定電流產生的熱量等于導體電阻和電流平方的乘積:
式中QJ是由焦耳效應產生的熱量,簡稱焦耳熱;I是通過導體的電流;R是導體的電阻;ρ是導體的電阻率;l是導體長度;S是導體截面積。

5.傅立葉效應

單位時間內經過均勻介質沿某一方向傳導的熱量與垂直這個方向的面積和該方向溫度梯度的乘積成正比。
式中:k、K分別是導體的熱導率和總熱導;Th是熱端絕對溫度;Tc是冷端絕對溫度。

由此可見,半導體制冷雖是以上五種效應共同作用的結果,但起主要作用的還是帕爾帖效應。

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