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标题: 半导体电子制冷原理 [打印本页]

作者: 电子黑 时间: 2016-6-30 01:20
标题: 半导体电子制冷原理

半导体电子制冷原理

   半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用"帕尔帖效应"的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

   1843年，法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，他惊奇的发现一个接头变热，另一个接头变冷；这个现象后来就被称为"帕尔帖效应"。

   "帕尔帖效应"的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级想低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）。

所以，"半导体电子制冷"的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）。半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器。
经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体 (Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。

　　通上电源之後，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltier effect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家Jean Peltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。下面我们来看一下半导体致冷器的结构：

由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而N P之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观如右图所示，看起来像三明治(下图为实物图)：

正视图

侧视图

电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由 12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。
　　半导体电子制冷的优点为：
　　1.结构简单，部件少，维修方便；
　　2.无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长；
　　3.无需制冷剂制冷（压缩式和吸收式都需要），绝对环保；
　　4.效率高，耗电量低（在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半。

作者: TTTTTZZ 时间: 2018-12-18 10:21
想不到冰箱制冷原理这么简单学习了

作者: 老婆当家 时间: 2018-12-20 13:29
不错，果断收藏学习。

作者: jeffwang2011 时间: 2018-12-20 16:41
这个小东西做冰箱？那不得几百片。只见过饮水机里的制冷用它。。。

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