Aby lepiej zrozumieć działanie TEC, przyjrzyjmy się najpierw jego wewnętrznej strukturze. Rdzeniem TEC jest termopara półprzewodnikowa (ziarno), która ogólnie dzieli się na typu P i typu N.
Kiedy prąd stały przepływa przez termoparę, ziarna półprzewodników typu P i N (typu P (domieszkowane pierwiastkami trójwartościowymi, takimi jak bor, które mają dziury) przewodzą prąd przez dziury i stają się naładowane dodatnio; Para półprzewodników typu N (domieszkowanych pierwiastkami pięciowartościowymi, takimi jak fosfor), która przewodzi prąd elektryczny przez elektrony i jest naładowana ujemnie.
Na zimnym końcu nośniki przeskoczą z niższego poziomu energii na wyższy. Podczas procesu zmiany poziomu energii ciepło jest pochłaniane, uzyskując w ten sposób efekt chłodzenia. W międzyczasie, gdy nośniki na gorącym końcu łączą się ponownie, uwalniana jest energia, co powoduje zjawisko egzotermiczne. Jeśli prąd stały popłynie w przeciwnym kierunku, efekt chłodzenia zostanie przekształcony w ogrzewanie.
Złącze PN poprzez warstwę przewodzącą tworzy termoparę i jest głównym elementem konstrukcyjnym TEC. Pojedyncza para termopar może także po włączeniu spełniać funkcję chłodzenia lub grzania.
Przewodniki termiczne są dodawane do obu końców termopary, jak pokazano na poniższym rysunku: powstaje kompletny TEC. Gdy TEC jest zasilany, górna powierzchnia będzie pochłaniać ciepło, co nazywa się zimnym końcem, a pochłonięte ciepło wynosi Q0. Dolna powierzchnia uwalnia ciepło i nazywana jest powierzchnią gorącą, przy czym wydzielane ciepło to Q1 ； Q1= Q0+Qtec
Różnica temperatur pomiędzy górną i dolną powierzchnią wynikająca z absorpcji i uwalniania ciepła wynosi ΔT, ΔT=T1-T0
W codziennym użyciu TEC składa się zwykle z wielu par złączy PN. Aby osiągnąć większą wydajność chłodzenia lub różnicę temperatur.
Po przeczytaniu artykułu czas jeszcze raz zwrócić uwagę na tablicę:
P: Jaka jest zależność pomiędzy ciepłem Qc pochłoniętym na zimnym końcu a ciepłem Qt uwolnionym na gorącym końcu?
Odp.: Qc=Qt-Qtec.
P: Dlaczego zimne i gorące końce odpowiednio absorbują i uwalniają ciepło?
O: Na zimnym końcu nośniki przeskoczą z niższego poziomu energii na wyższy. Proces przejścia poziomu energii pochłania ciepło, uzyskując w ten sposób efekt chłodzenia. Tymczasem, gdy nośniki na gorącym końcu łączą się ponownie, uwalniają energię, co powoduje zjawisko egzotermiczne.
X-Meritanjest profesjonalnym producentem i dostawcąMateriały termoelektryczne, Lodówki termoelektryczneIZespoły chłodnic termoelektrycznychw Chinach. Zapraszamy do konsultacji i zakupu.
