Peltier 元件 - 它是如何工作的以及如何检查和连接

珀耳帖元件的工作原理是基于 关于珀耳帖效应，其中包括这样一个事实：当直流电流通过两个不同导体的连接点时，能量从一个过渡导体转移到另一个，同时在连接处释放或吸收热量。

在此过程中释放或吸收的热量将与电流、电流流动时间以及给定焊线对的帕尔贴系数特性成正比。珀耳帖系数又等于该对的热电系数乘以当前结点的绝对温度。

并且由于珀耳帖效应是最具表现力的 在半导体，然后将此属性用于流行且负担得起的半导体珀耳帖元件。珀耳帖元件的一侧吸收热量，另一侧释放热量。接下来，我们将仔细研究这种现象。

Peltier 的直接物理效应于 1834 年被发现。由法国物理学家让·珀尔帖 (Jean Peltier) 提出，四年后，俄罗斯物理学家埃米利乌斯·伦茨 (Emilius Lenz) 研究了这一现象的本质，他表明如果铋棒和锑棒紧密接触，水会在接触点滴落，然后通过结直流有一定的方向，那么如果在电流的初始方向上水变成冰，那么如果电流的方向改变到相反的方向，那么这块冰就会很快融化。

在他的实验中，伦茨清楚地证明了珀耳帖热量的吸收或释放取决于电流通过结的方向。

下面是三种常用金属对的珀耳帖系数表。顺便说一句，与珀耳帖效应相反的效应称为塞贝克效应（当加热或冷却闭合电路的结点时， 电).

那么为什么会出现珀耳帖效应呢？原因是两种物质的接触点存在接触电位差，使它们之间产生接触电场。

如果电流现在流过触点，则该场将帮助电流流动或阻止电流流动。因此，如果电流指向接触场力矢量，则施加的 EMF 的源必须做功，源的能量在接触点释放，这将导致它升温。

如果源电流沿着接触场定向，那么它就好像得到了这个内部电场的额外支持，现在该场将做额外的工作来移动电荷。这种能量现在从物质中带走，这实际上导致结冷却。

那么，既然我们知道珀耳帖元件中使用的是半导体对，那么半导体是采用什么工艺呢？

很简单，这些半导体的不同之处在于导带中电子的能级。当电子通过这些材料的结时，电子获得能量，从而可以移动到另一个半导体对的更高能量导带。

当电子吸收这种能量时，半导体接触点会冷却。当电流沿相反方向流动时，除了通常的焦耳热之外，半导体接触点也会变热。如果在 Peltier 电池中使用纯金属代替半导体，热效应会非常小，以至于欧姆加热会大大超过它。

在 TEC1-12706 等真正的珀耳帖转换器中，几个由碲化铋和固溶体硅和锗组成的平行六面体安装在两个陶瓷基板之间，并在串联电路中焊接在一起。这些成对的 n 型和 p 型半导体通过与陶瓷基板接触的导电跳线连接。

每对小型半导体平行六面体形成一个触点，将电流从珀耳帖转换器一侧的 n 型半导体传递到 p 型半导体，并从 p 型半导体传递到珀尔帖转换器另一侧的 n 型半导体转换器。

当电流流过所有这些串联的平行六面体时，那么，一方面，所有的触点都只被冷却，另一方面，所有的触点都只被加热。如果电源的极性发生变化，则侧面将改变它们的角色。

根据这一原理，Peltier 元件（也称为 Peltier 热电转换器）工作，热量从产品的一侧带走并传递到另一侧，同时在产品的两侧产生温差元素。

甚至可以使用带风扇的散热器进一步冷却珀耳帖元件的加热侧，那么冷侧的温度会更低。在广泛使用的帕尔贴电池中，温差可达 69 °C 左右。

要检查 Peltier 元件的健康状况，手指型电池就足够了。电芯的红线接电源正极，黑线接负极。如果元件工作正常，那么一侧会发热，另一侧会变冷，你可以用你的手指。传统珀耳帖元件的电阻在几欧姆左右。