Термоэлектрический эффект эффект Пельтье

электрическими процессами в металлах и полупроводниках.
К термоэлектрическим явлениям относятся:
Эффект Зеебека
Эффект Пельтье
Эффект Томсона
В некоторой

степени все эти эффекты одинаковы, поскольку причина всех термоэлектрических явлений — нарушение теплового равновесия в потоке носителей.

с охлаждением и нагревом, например, кондиционеры, косметологическое оборудование, зачастую работает

на термоэлементах. Это позволяет обходиться без компрессоров, фреонов и аммиака, такое оборудование бесшумное и экологичное, а также может работать как на охлаждение, так и на нагрев.  Принцип работы термоэлементов (элементов Пельтье) основан на эффекте Пельтье. 

1845 г

с 1815 года всецело предался науке. Первые его работы были по анатомии

мозга, но вскоре электричество стало главным предметом его занятий. Кроме того, Пельтье занимался наблюдением электрических явлений в атмосфере и пытался доказать опытным путём, что Земля представляет из себя тело, заряженное отрицательно, тогда как небесное пространство имеет некоторый положительный заряд. Ему же принадлежит открытие в 1834 году явления выделения или поглощения тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников, получившего название по его имени — «Эффект Пельтье». Приборы, принцип работы которых использует «Эффект Пельтье», называются элементы Пельтье. В 1840 году он ввёл понятие электростатической индукции.

тока через контакт двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и

его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени прохождения тока, то есть количество выделяемого тепла пропорционально количеству прошедшего через контакт заряда.

тока через контакт двух металлов или полупроводников в области их

контакта в дополнение к обычному джоулеву теплу выделяется или поглощается дополнительное количество тепла, называемого теплом Пельтье Qп. В отличие от джоулева тепла, которое пропорционально квадрату силы тока, величина Qп пропорциональна первой степени тока.  Qп = П.I.t.  t — время прохождения тока,  I — сила тока.  П — коэффициент Пельтье, коэффициент пропорциональности, зависящий от природы материалов, образующих контакт. Теоретические представления позволяют выразить коэффициент Пельтье через микроскопические характеристики электронов проводимости.  Коэффициент Пельтье П = Т Da, где Т — абсолютная температура, а Da — разность термоэлектрических коэффициентов проводников. От направления тока зависит, выделяется или поглощается тепло Пельтье. 

металлов или полупроводников на границе возникает внутренняя контактная разность потенциалов.

Это приводит к тому, что потенциальная энергия носителей по обе стороны контакта становится различной, так как средняя энергия носителей тока зависит от их энергетического спектра, концентрации и механизмов их рассеяния и различна в разных проводниках. Так как средняя энергия электронов, участвующих в переносе тока, в разных проводниках различается, в процессе соударений с ионами решетки носители отдают избыток кинетической энергии решетке, и тепло выделяется. Если при переходе через контакт потенциальная энергия носителей уменьшается, то увеличивается их кинетическая энергия и электроны, сталкиваясь с ионами решетки, увеличивают свою энергия до среднего значения, при этом тепло Пельтье поглощается. Таким образом, при переходе электронов через контакт электроны либо передают избыточную энергия атомам, либо пополняют ее за их счет.  При переходе электронов из полупроводника в металл энергия электронов проводимости полупроводника значительно выше уровня Ферми металла, и электроны отдают свою избыточную энергию. Эффект Пельтье особенно велик у полупроводников, что используется для создания охлаждающих и обогревающих полупроводниковых приборов, в том числе для создания микрохолодильников в холодильных установках.

которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при

протекании электрического тока.  В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника.  Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов, которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n). Протекающий электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур. 

и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В

одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70°.  Достоинством элемента Пельтье являются небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся частей, а также газов и жидкостей. При обращении направления тока возможно как охлаждение, так и нагревание