Peltier 元件 - 它是如何工作的以及如何檢查和連接

珀耳帖元件的工作原理是基於 關於珀耳帖效應，其中包括這樣一個事實：當直流電流通過兩個不同導體的連接點時，能量從一個過渡導體轉移到另一個，同時在連接處釋放或吸收熱量。

在此過程中釋放或吸收的熱量將與電流、電流流動時間以及給定銲線對的帕爾貼係數特性成正比。珀耳帖係數又等於該對的熱電係數乘以當前結點的絕對溫度。

並且由於珀耳帖效應是最具表現力的 在半導體，然後將此屬性用於流行且負擔得起的半導體珀耳帖元件。珀耳帖元件的一側吸收熱量，另一側釋放熱量。接下來，我們將仔細研究這種現象。

Peltier 的直接物理效應於 1834 年被發現。由法國物理學家讓·珀爾帖 (Jean Peltier) 提出，四年後，俄羅斯物理學家埃米利烏斯·倫茨 (Emilius Lenz) 研究了這一現象的本質，他表明如果鉍棒和銻棒緊密接觸，水會在接觸點滴落，然後通過結直流有一定的方向，那麼如果在電流的初始方向上水變成冰，那麼如果電流的方向改變到相反的方向，那麼這塊冰就會很快融化。

在他的實驗中，倫茨清楚地證明了珀耳帖熱量的吸收或釋放取決於電流通過結的方向。

下面是三種常用金屬對的珀耳帖係數表。順便說一句，與珀耳帖效應相反的效應稱為塞貝克效應（當加熱或冷卻閉合電路的結點時， 電).

那麼為什麼會出現珀耳帖效應呢？原因是兩種物質的接觸點存在接觸電位差，使它們之間產生接觸電場。

如果電流現在流過觸點，則該場將幫助電流流動或阻止電流流動。因此，如果電流指向接觸場力矢量，則施加的 EMF 的源必須做功，源的能量在接觸點釋放，這將導致它升溫。

如果源電流沿著接觸場定向，那麼它就好像得到了這個內部電場的額外支持，現在該場將做額外的工作來移動電荷。這種能量現在從物質中帶走，這實際上導致結冷卻。

那麼，既然我們知道珀耳帖元件中使用的是半導體對，那麼半導體是採用什麼工藝呢？

很簡單，這些半導體的不同之處在於導帶中電子的能級。當電子通過這些材料的結時，電子獲得能量，從而可以移動到另一個半導體對的更高能量導帶。

當電子吸收這種能量時，半導體接觸點會冷卻。當電流沿相反方向流動時，除了通常的焦耳熱之外，半導體接觸點也會變熱。如果在 Peltier 電池中使用純金屬而不是半導體，熱效應會非常小，以至於歐姆加熱會大大超過它。

在 TEC1-12706 等真正的珀耳帖轉換器中，幾個由碲化鉍和固溶體矽和鍺組成的平行六面體安裝在兩個陶瓷基板之間，並在串聯電路中焊接在一起。這些成對的 n 型和 p 型半導體通過與陶瓷基板接觸的導電跳線連接。

每對小型半導體平行六面體形成一個觸點，將電流從珀耳帖轉換器一側的 n 型半導體傳遞到 p 型半導體，並從 p 型半導體傳遞到珀爾帖轉換器另一側的 n 型半導體轉換器。

當電流流過所有這些串聯的平行六面體時，那麼，一方面，所有的觸點都只被冷卻，另一方面，所有的觸點都只被加熱。如果電源的極性發生變化，則側面將改變它們的角色。

根據這一原理，Peltier 元件（也稱為 Peltier 熱電轉換器）工作，熱量從產品的一側帶走並傳遞到另一側，同時在產品的兩側產生溫差元素。

甚至可以使用帶風扇的散熱器進一步冷卻珀耳帖元件的加熱側，那麼冷側的溫度會更低。在廣泛使用的 Peltier 電池中，溫差可達到約 69 °C。

要檢查 Peltier 元件的健康狀況，手指型電池就足夠了。電芯的紅線接電源正極，黑線接負極。如果元件工作正常，那麼一側會發熱，另一側會變冷，你可以用你的手指。傳統珀耳帖元件的電阻在幾歐姆左右。