На основе явления, открытого физиком Пельтье, функционируют термоэлектрические холодильники. Ученый подавал напряжение на две пластины из разнородных материалов, которые были соединены вместе (спаяны) и заметил, что при протекании тока возникает перепад температур. Одна из сторон созданного им элемента активно охлаждается, а другая начинает нагреваться. На этом эффекте и работают thermoelectric cooling modules http://www.crystalltherm.com/.
Как работают термоэлектрические холодильники (ТЭХ)
При прохождении тока по парам электрически соединенных пластин (из полупроводника) на их стыке с «холодной» стороны происходит поглощение тепла. Оно переносится электронами на противоположную часть и выделяется на «горячем» участке. При изменении полюсов источника тока процесс протекает в обратном направлении. На поверхности каждого такого элемента можно получить разницу в 70 °С.
Количество тепла, перемещенного с одного участка в другой, равна:
Q = PIt.
В этой формуле:
- t – время работы;
- I – сила тока (А);
- Q – полученное или отданное тепло;
- P – коэффициент Пельтье для данного элемента.
ТЭХ состоит из массива (ряда элементов Пельтье) полупроводников P и N-типа, которые чередуются. Он фактически является твердотельным теплонасосом. Каждый ряд спаян электрически последовательно и установлен между двумя пластинами из керамики так, чтобы тепло рассеивалось с максимальной эффективностью.
Основными материалами, используемыми в ТЭХ, являются висмут, теллур и твердые растворы на их основе. В некоторых элементах одна из пластин бывает выполнена из сурьмы.