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珀尔帖效应

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

(图片仅供参考)

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 热力学 的反面 塞贝克效应当外部电流被迫流过两种热电材料(例如n型和p型半导体)的结时,就会发生这种现象。电流迫使载流子(n型半导体中的电子,p型半导体中的空穴)穿过结。为了做到这一点,载流子必须获得或失去能量,以匹配相邻材料的能级。

如果载流子在第二种材料中跃迁到更高的平均能级,它们必须从周围环境中吸收能量,导致结冷却。相反,如果它们跃迁到更低的能级,则会以热的形式释放多余的能量,使结升温。吸收或释放的热量由珀尔帖系数(Pi)量化。典型的珀尔帖器件由许多这样的pn结组成,这些pn结在电气上串联,在热学上并联,从而形成冷端和热端。热量从冷端泵送到热端,然后必须从热端散发出去,因此珀尔帖器件是一种固态热泵。

UNESCO Nomenclature: 2211
– Solid state physics

类型

Physical Effect

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • discovery of the 西贝克 效果(1821)
  • 了解电路和连接点
  • 材料科学的进步创造了不同的导体

应用程序

  • 热电冷却器(tecs)或珀尔帖冷却器
  • 便携式冰箱和车载冷藏箱
  • 科学仪器和激光器的精确温度控制
  • thermal cyclers for dna amplification (pcr)
  • CPU 等电子元件的局部冷却

专利:

NA

潜在创新理念

  • 安静、无振动的建筑物空调系统
  • 直接嵌入 CPU 芯片的局部冷却系统
  • 用于敏感医疗用品的温控运输集装箱
  • 用于食物制备的快速加热/冷却设备
  • wearable personal climate control systems (heated/cooled jackets)
  • 固态除湿机
  • 饮料机的按需冷却
  • 电动汽车高功率电池的热管理
  • 高分辨率数码相机传感器的主动冷却
  • 用于科学探测器的微型低温冷却器
Related to: Peltier effect, thermoelectric cooling, Peltier cooler, solid-state refrigeration, TEC, heat 泵, Joule heating, Peltier coefficient, semiconductor junction, thermal management.

历史背景

珀尔帖效应

1831
1831
1833
1834
1836
1839-01-01
1842
1831
1831
1832
1834
1835
1838
1841
1845

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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