Um die Funktionsweise von TEC besser zu verstehen, werfen wir zunächst einen Blick auf die interne Struktur. Der Kern von TEC ist das Halbleiter-Thermoelement (Korn), das im Allgemeinen in P-Typ und N-Typ unterteilt wird.
Wenn Gleichstrom durch ein Thermoelement fließt, leiten die P-Typ- und N-Typ-Halbleiterkörner (P-Typ (dotiert mit dreiwertigen Elementen wie Bor, die Löcher haben) Elektrizität durch Löcher und werden positiv geladen; ein Paar N-Typ-Halbleiterkörner (dotiert mit fünfwertigen Elementen wie Phosphor), die Elektrizität durch Elektronen leiten und negativ geladen sind.
Am kalten Ende springen die Träger von einem niedrigeren Energieniveau auf ein höheres. Beim Übergangsprozess des Energieniveaus wird Wärme absorbiert und so ein Kühleffekt erzielt. Wenn sich die Träger am heißen Ende rekombinieren, wird unterdessen Energie freigesetzt, was zu einem exothermen Phänomen führt. Wird Gleichstrom in die entgegengesetzte Richtung geleitet, wird der Kühleffekt in Wärme umgewandelt.
Der PN-Übergang bildet durch die leitende Schicht ein Thermoelement und ist die zentrale Strukturkomponente von TEC. Ein einzelnes Thermoelementpaar kann nach dem Einschalten auch die Funktionen Kühlen oder Heizen übernehmen.
An beiden Enden des Thermoelements werden Wärmeleiter hinzugefügt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt: Es entsteht ein vollständiger TEC. Wenn der TEC mit Strom versorgt wird, absorbiert die obere Oberfläche Wärme, die als kaltes Ende bezeichnet wird, und die absorbierte Wärme beträgt Q0. Die untere Oberfläche gibt Wärme ab und wird als heiße Oberfläche bezeichnet, wobei die freigesetzte Wärme Q1 ； Q1= Q0+Qtec ist
Der Temperaturunterschied zwischen der Ober- und Unterseite aufgrund der Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe beträgt ΔT, ΔT=T1-T0
Im täglichen Gebrauch besteht TEC normalerweise aus mehreren Paaren von PN-Übergängen. Um eine größere Kühlleistung bzw. Temperaturdifferenz zu erreichen.
Nachdem Sie den Artikel gelesen haben, ist es an der Zeit, noch einmal auf die Tafel zu achten:
F: Welche Beziehung besteht zwischen der am kalten Ende absorbierten Wärme Qc und der am heißen Ende abgegebenen Wärme Qt?
A: Qc=Qt-Qtec.
F: Warum absorbieren das kalte und das heiße Ende Wärme bzw. geben sie ab?
A: Am kalten Ende springen die Träger von einem niedrigeren Energieniveau auf ein höheres. Der Prozess des Energieniveauübergangs absorbiert Wärme und erzielt so einen Kühleffekt. Wenn sich die Ladungsträger am heißen Ende rekombinieren, setzen sie Energie frei, was zu einem exothermen Phänomen führt.
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