Peltier-efekti

Peltier -ilmiö  on energiansiirron lämpösähköinen ilmiö sähkövirran kulkiessa kahden erilaisen johtimen kosketuspisteessä ( liitoskohdassa ) johtimesta toiseen.

Syrjäytyneen energian määrä ja sen siirtymisen suunta riippuvat kosketuksissa olevien aineiden tyypistä sekä virtaavan sähkövirran suunnasta ja voimakkuudesta [1] :

, missä  on vapautuneen tai absorboidun lämmön määrä;  - virran voimakkuus;  - nykyinen virtausaika;  on Peltier-kerroin, joka on suhteutettu lämpö-EMF- kertoimeen toisella Thomson -relaatiolla [2] , jossa  on absoluuttinen lämpötila K .

Vaikutuksen havaitsi Jean Peltier vuonna 1834 , ilmiön ydintä tutki muutama vuosi myöhemmin - vuonna 1838  - Lenz kokeessa, jossa hän laittoi vesipisaran syvennykseen kahden vismuttisauvan ja vismuttisauvan risteyksessä. antimonia . Kun sähkövirtaa kuljetettiin yhteen suuntaan pisara muuttui jääksi , virran suunnan muuttuessa jää suli, mikä mahdollisti, että kokeessa kulkevan virran suunnasta riippuen lisäksi Joulen lämpöön vapautuu tai imeytyy lisälämpöä, jota kutsutaan Peltier-lämmöksi . Peltier-ilmiö on Seebeck-efektin "käänteinen" .

Peltier-ilmiö on havaittavampi puolijohteissa , tätä ominaisuutta käytetään Peltier-elementeissä .

Syy Peltier-ilmiön esiintymiseen on seuraava. Kahden aineen kosketuksessa on kontaktipotentiaaliero , joka luo sisäisen kontaktikentän. Jos sähkövirta kulkee koskettimen läpi , tämä kenttä joko helpottaa virran kulkua tai estää sitä. Jos virta menee kosketinkenttää vastaan, ulkoisen lähteen on kulutettava lisäenergiaa , joka vapautuu koskettimessa, mikä johtaa sen kuumenemiseen. Jos virta menee kosketuskentän suuntaan, sitä voidaan tukea tällä kentällä, joka tekee varausten siirtämisen. Tähän tarvittava energia otetaan pois aineesta, mikä johtaa sen jäähtymiseen kosketuskohdassa.

Muistiinpanot

  1. ↑ Toisin kuin Joulen lämpö, ​​joka on verrannollinen virran neliöön , Pelte-ilmiön lämpö on verrannollinen ensimmäisen tehon virtaan .
  2. ↑ Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Fysiikan käsikirja: insinööreille ja yliopisto-opiskelijoille. - Toim. 4., tarkistettu. - Nauka - Fysikaalisen ja matemaattisen kirjallisuuden pääpaino, 1968. - S. 417.

Linkit