標(biāo)題: 半導(dǎo)體電子制冷原理 [打印本頁]
作者: 電子黑 時(shí)間: 2016-6-30 01:20
標(biāo)題: 半導(dǎo)體電子制冷原理
半導(dǎo)體電子制冷原理
半導(dǎo)體電子制冷又稱熱電制冷，或者溫差電制冷，它是利用"帕爾帖效應(yīng)"的一種制冷方法，與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方式。
1843年，法國物理學(xué)家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負(fù)極上，通電后，他驚奇的發(fā)現(xiàn)一個(gè)接頭變熱，另一個(gè)接頭變冷；這個(gè)現(xiàn)象后來就被稱為"帕爾帖效應(yīng)"。
"帕爾帖效應(yīng)"的物理原理為：電荷載體在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)形成電流，由于電荷載體在不同的材料中處于不同的能級，當(dāng)它從高能級想低能級運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)釋放出多余的熱量。反之，就需要從外界吸收熱量（即表現(xiàn)為制冷）。
所以，"半導(dǎo)體電子制冷"的效果就主要取決于電荷載體運(yùn)動(dòng)的兩種材料的能級差，即熱電勢差。純金屬的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，但制冷效率極低（不到1%）。半導(dǎo)體材料具有極高的熱電勢，可以成功的用來做小型的熱電制冷器。
經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：P型半導(dǎo)體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半導(dǎo)體 (Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差最大，應(yīng)用中能夠在冷接點(diǎn)處表現(xiàn)出明顯制冷效果。
通上電源之後，冷端的熱量被移到熱端，導(dǎo)致冷端溫度降低，熱端溫度升高，這就是著名的Peltier effect。這現(xiàn)象最早是在1821年，由一位德國科學(xué)家Thomas Seeback首先發(fā)現(xiàn)，不過他當(dāng)時(shí)做了錯(cuò)誤的推論，并沒有領(lǐng)悟到背後真正的科學(xué)原理。到了1834年，一位法國表匠，同時(shí)也是兼職研究這現(xiàn)象的物理學(xué)家Jean Peltier，才發(fā)現(xiàn)背後真正的原因，這個(gè)現(xiàn)象直到近代隨著半導(dǎo)體的發(fā)展才有了實(shí)際的應(yīng)用，也就是[致冷器]的發(fā)明(注意，這種叫致冷器，還不叫半導(dǎo)體致冷器)。下面我們來看一下半導(dǎo)體致冷器的結(jié)構(gòu)：
由許多N型和P型半導(dǎo)體之顆粒互相排列而成，而N P之間以一般的導(dǎo)體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導(dǎo)體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅乾一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導(dǎo)熱良好，外觀如右圖所示，看起來像三明治(下圖為實(shí)物圖)：
正視圖
側(cè)視圖
電子冰箱簡單結(jié)構(gòu)為：將P型半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體，以及銅板，銅導(dǎo)線連成一個(gè)回路，銅板和導(dǎo)線只起導(dǎo)電作用，回路由 12V直流電供電，接通電流后，一個(gè)接點(diǎn)變冷（冰箱內(nèi)部），另一個(gè)接頭散熱（冰箱后面散熱器）。
半導(dǎo)體電子制冷的優(yōu)點(diǎn)為：
1.結(jié)構(gòu)簡單，部件少，維修方便；
2.無機(jī)械傳動(dòng)部件，無磨損，無噪音，壽命長；
3.無需制冷劑制冷（壓縮式和吸收式都需要），絕對環(huán)保；
4.效率高，耗電量低（在100W以下，耗電量只有壓縮式和吸收式的一半。
作者: TTTTTZZ 時(shí)間: 2018-12-18 10:21
想不到冰箱制冷原理這么簡單 學(xué)習(xí)了
作者: 老婆當(dāng)家 時(shí)間: 2018-12-20 13:29
不錯(cuò)，果斷收藏學(xué)習(xí)。
作者: jeffwang2011 時(shí)間: 2018-12-20 16:41
這個(gè)小東西做冰箱？那不得幾百片。只見過飲水機(jī)里的制冷用它。。。
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