1821 yılında Alman bilim adamı Thomas Seeback’in elektrik çeşitli deneyler yapılmıştır. O, elektrik akımı iki farklı iletkenler içeren bir devre üzerinden akacaktır keşfettik, bu iletkenlerin, farklı sıcaklıklarda tutulur birleşim kavşaklar sağladı. Ancak, Seeback’in bu olgunun arkasındaki gerçek bilimsel nedenini açıklamağı başarmadı ve yanlış ısı akan elektrik akan aynı etkiyi ürettiği sonucuna varılmıştır. Daha sonra, 1834 yılında, Jean Peltier, bir Fransız saatçi ve part-time fizikçi Seeback’in analiz ederken etkisi, ısı farklı metallerden biri kavşakta emilir ve aynı devrede diğer kavşakta taburcu edilebileceğini kaydetti. Yirmi yıl sonra, bu, William Thomson (Lord Kelvin) bilimsel hem Seeback’in ve Peltier etkileri açıklamak ve aralarındaki ilişkiyi ispat etmeyi başardı. Ardından, Rus bilim adamları termoelektrik etkisi önceki çalışmaları-soruşturmayı yeniden başlattı. 1930 yılında, bu fenomenin pratik termoelektrik cihazların geliştirilmesine yol açan, Peltier etkisi ters olduğu söyleniyor Seeback’in etkisi. Bu nedenle, Peltier etkisi nasıl çalıştığını anlamak mümkün olabilmesi için, ilk Seeback’in etkisini inceleyelim.
Seeback’in Etkisi
Iki farklı elektrik iletkenleri veya yarı iletken tarafından oluşturulan iki bağlantı arasında ortaya çıkan bir sıcaklık gradyanı potansiyel farkı, aralarında geliştirilmiş neden olur, burada Seeback’in etkisi bir olgudur. Bu potansiyel farkı, elektrik akımı devresi üzerinden akmasına izin verir. Böylece, bir sıcaklık gradyanı elektrik akımı neden olur, Seeback’in etki devletlerin bir devre akmaya. Matematiksel olarak, eğer (T 1 – T 2 ) Daha sonra farklı metallerin, iki kavşak arasındaki sıcaklık farkı Seeback’in etkisine göre, bir , aşağıdaki verilen bir Elektromotor Kuvveti (Voltaj) üretecek: E = α (T 1 – T 2 ) Not: α iki iletken / yarı iletkenler arasındaki fark Seebeck katsayısı ya da (termo elektrik katsayısı) ‘dir. Elektrik akımının yönü ısı akım yönü ile aynı olduğunda olumludur.
Peltier etkisi
Peltier etkisi bir elektrik akımı birbirine benzemeyen iletkenler içeren bir devre üzerinden akar zaman, termal enerji, bir kavşağından emilir ve eski soğutucu ve ikinci daha sıcak hale diğer taburcu edilir belirtiyor. Bu durumda, bir ısıl gradyanlı Seeback’in etkisi Peltier tesir tersini yapma akan akım gelişir. Q ise Cı watt soğuma oranı ve Q , H watt ısıtma oranı, ben akan akım . Kapalı devre Q C veya Q C = β x I Not: β volt iki malzeme A ve B arasındaki diferansiyel Peltier katsayısıdır. Peltier etkisi aşağıdaki kurulum kullanarak deneysel doğrulanabilir:
Gösterildiği gibi, bakır telin iki adet bir pilinin iki terminale bağlanır. Bu iki parça daha sonra kurulum tamamlar bir bizmut tel yardımıyla birbirlerine bağlanmıştır. Bu devresi kapalı olduğunda yukarıda tarif edildiği gibi Peltier tesir geliştirir göre, sıcaklık gradyanı tahmin edildiği gibi olduğu görülmektedir. Geçerli bizmut bakır geçer kavşakta, sıcaklığı yükselir, mevcut bakır bizmut geçer kavşakta iken, sıcaklığı düşer.
Peltier Etkisi Nasıl Çalışır?
Peltier tesir sayesinde elektrik akımı transferi elektronların ortalama enerji farklı iletkenler için farklıdır, bu aslında ortaya çıkar. Bu enerjili elektronların spektrumunda, iletken onların konsantrasyon ve uygulamalı gerilimin etkisi altında saçılma gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. İki farklı iletkenlerin kavşağında, elektronlar başka bir iletkenden geçmektedir. Elektrik yükünün akış yönüne bağlı olarak, bu elektronların da çevredeki atomu da aşırı enerji transfer eder, ya da onlardan enerjiyi emer. Ikincisinde, bu emilir iken gibi, eski olarak, ısı, dağıtılır.
Sakıncaları
1) Peltier etkisi önemli dezavantajı, verimsizdir, olmasıdır. akan akım kendisinin toplam ısı dağılımı eklenir alır ısının önemli bir miktarda oluşmasına neden olmaktadır. Büyük uygulamalarda, bu dikkat alınması gereken ısı aşırı bir miktarda elde edilir. Tipik olarak, ek fanlar Bu sorunu gidermek için istihdam etmek zorunda. 2) Bu etki, aynı zamanda büyük ölçekli uygulamalarda çok pahalı. bunu kullanarak yapabilirsiniz elektrik çok kullanır Peltier cihazları bileşenleri çok soğutmalı ise 3), o kısa devreye neden olabilir, yoğunlaşma ile sonuçlanabilir.
Avantajları
1) Peltier etkisi büyük avantajı bize herhangi bir hareketli parça, ve bu nedenle, daha az muhtemel geleneksel soğutucu ve ısıtıcılar ile karşılaştırıldığında başarısız olan yok soğutma / ısıtma cihazları oluşturmanıza olanak verir olmasıdır. Onlar da. Neredeyse hiç bakım gerektirmez 2) Peltier cihazları kendi operasyonda sessiz ve teorik -80ºC (-176ºF). gibi düşük sıcaklıklara elde edebilirsiniz 3) 3) Peltier etkisi nerede geleneksel mikroskobik düzeyde etkin bir şekilde istihdam edilebilir Soğutma yöntemleri işe yaramaz.
Peltier tesir Uygulamaları
Peltier tesir Peltier cihazları oluşturmak için kullanılır. Bunlar soğutma veya ısıtma için bu etkiyi kullanmak katı-hal cihazlardır. Yaygın olarak kullanılan cihazlar Peltier ısıtıcı, ısı pompası, soğutucu ve solid-state buzdolabı. Dahil bir doğru akım bir Peltier cihaz yoluyla akar, sıcak bir ısıtıcı veya soğutucu olarak hareket sağlayan, bir başka cihazın bir taraftan geçer. ., Elektrik akımı kullanılarak sıcaklık gradyanı karşı başka bir cihazın bir taraftan ısı iletilerek bu şekilde tüm Peltier cihazları fonksiyonu, aşağıdaki Peltier cihazları birkaç kullanımlar şunlardır: 1) Su Ekstraksiyon: Peltier tesir için nem gidericiler kullanılır havadan su çıkarma işlemi. 2) DNA Sentezi: DNA sentezi işlemi için bu etkinin, bir termal döngü yapmak kullanımı. 3) uzay: Peltier tesir her iki tarafta gün ışığının etkilerini dengelemek için uzay kullanılan zanaat. Bu çok soğuk olduğu nedeniyle güneş ışığı almak ve etmez diğer tarafa uzay aracı bir tarafında doğrudan güneş ışığına ısıyı yardımcı olur.
