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Efecto Peltier

1834
  • Jean Charles Athanase Peltier
Thermoelectric cooler demonstrating Peltier effect in a vintage laboratory setting.

The Peltier effect is the presence of heating or cooling at an electrified junction of two different conductors. When a direct current flows through a junction between two dissimilar materials, heat is either emitted or absorbed at the junction, depending on the direction of the current. The rate of heat transfer is proportional to the current ([latex]Q = \Pi \cdot I[/latex]).

The Peltier effect is the termodinámica reverse of the Seebeck effect. It occurs when an external current is forced through a junction of two thermoelectric materials, such as an n-type and a p-type semiconductor. The current forces charge carriers (electrons in the n-type, holes in the p-type) to cross the junction. To do so, the carriers must either gain or lose energy to match the energy levels of the next material.

If the carriers move to a higher average energy state in the second material, they must absorb energy from their surroundings, causing the junction to cool down. Conversely, if they move to a lower energy state, they release excess energy as heat, warming the junction. The amount of heat absorbed or released is quantified by the Peltier coefficient ([latex]Pi[/latex]). A typical Peltier device consists of many such p-n junctions connected electrically in series and thermally in parallel, creating a cold side and a hot side. Heat is pumped from the cold side to the hot side, from which it must be dissipated, making Peltier devices solid-state heat pumps.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Física del estado sólido

Tipo

Physical Effect

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • discovery of the seebeck effect (1821)
  • comprensión de circuitos y uniones eléctricas
  • avances en la ciencia de los materiales para crear conductores diferentes

Aplicaciones

  • enfriadores termoeléctricos (TEC) o enfriadores Peltier
  • refrigeradores portátiles y refrigeradores para automóviles
  • Control de temperatura de precisión para instrumentos científicos y láseres
  • termocicladores para amplificación de ADN (PCR)
  • Enfriamiento localizado de componentes electrónicos como CPU

Patentes:

NA

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