Пельтьє ефект - це ... Що таке Пельтьє ефект?

Пельтьє еффектвиделеніе або поглинання теплоти при проходженні струму через контакт (спай) двох різних провідників. Кількість теплоти пропорційно силі струму. Використовується в холодильних установках. Відкрито в 1834 Ж. Пельтьє. * * * ПЕЛЬТЬЄ ЕФФЕКТПЕЛЬТЬЕ ЕФЕКТ, для термоелектричних явищ ( см. ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА), полягає у виділенні або поглинанні теплоти при проходженні електричного струму через контакт (спай) двох різних провідників. Ефект Пельтьє є зворотним ефектом Зеєбека ( см. Зеебека ЕФЕКТ).

Відкрито в 1834 р Ж. Пельтьє ( см. ПЕЛЬТЬЄ Жан Шарль Атаназа), який виявив, що при проходженні струму через спай двох різних провідників температура спаю змінюється. У 1838 р Е. Х. Ленц ( см. Ленц Емілій Християнович) показав, що при досить великій силі струму можна або заморозити, або довести до кипіння краплю води, нанесену на спай, змінюючи напрямок струму.

Сутність ефекту Пельтьє полягає в тому, що при проходженні електричного струму через контакт двох металів або напівпровідників в області їх контакту на додаток до звичайного джоуль тепло виділяється або поглинається додаткове кількість тепла, званого теплом Пельтьє Q п . На відміну від джоулева тепла, яке пропорційно квадрату сили струму, величина Q п пропорційна першого ступеня струму.

Q п = П . I . t.

t - час проходження струму,

I - сила струму.

П - коефіцієнт Пельтьє, коефіцієнт пропорційності, що залежить від природи матеріалів, що утворюють контакт. Теоретичні уявлення дозволяють виразити коефіцієнт Пельтьє через мікроскопічні характеристики електронів провідності.

Коефіцієнт Пельтьє П = Т Da, де Т - абсолютна температура, а Da - різниця термоелектричних коефіцієнтів провідників. Від напрямку струму залежить, виділяється або поглинається тепло Пельтьє.

Причина виникнення ефекту полягає в тому, що в разі контакту металів або напівпровідників на кордоні виникає внутрішня контактна різниця потенціалів. Це призводить до того, що потенційна енергія носіїв по обидві сторони контакту стає різною, так як середня енергія носіїв струму залежить від їх енергетичного спектру, концентрації і механізмів їх розсіювання і різна в різних провідниках. Так як середня енергія електронів, що беруть участь в перенесенні струму, в різних провідниках різниться, в процесі зіткнень з іонами решітки носії віддають надлишок кінетичної енергії решітці, і тепло виділяється. Якщо при переході через контакт потенційна енергія носіїв зменшується, то збільшується їх кінетична енергія і електрони, стикаючись з іонами решітки, збільшують свою енергія до середнього значення, при цьому тепло Пельтьє поглинається. Таким чином, при переході електронів через контакт електрони або передають надлишкову енергія атомів, або поповнюють її за їх рахунок.

При переході електронів з напівпровідника в метал енергія електронів провідності напівпровідника значно вище рівня Фермі (див.Фермі енергія ( см. ФЕРМІ-ЕНЕРГІЯ)) металу, і електрони віддають свою надлишкову енергію. Ефект Пельтьє особливо великий у напівпровідників, що використовується для створення охолоджуючих і обігрівають напівпровідникових приладів, в тому числі для створення мікрохолодильників в холодильних установках.

Енциклопедичний словник. 2009.