基本介紹
- 中文名：珀耳帖效應
- 外文名：Peltier effect
- 發現時間：1834年
- 發現人：J.C.A.珀耳帖
- 套用：半導體製冷器
- 學科：材料工程
簡介,效應的發現,半導體製冷器,塞貝克效應,湯姆孫效應,三種效應的關係,
簡介
當有電流通過不同的導體組成的迴路時，除產生不可逆的焦耳熱外，在不同導體的接頭處隨著電流方向的不同會分別出現吸熱、放熱現象。這是J.C.A.珀耳帖在1834年發現的。電荷載體在導體中運動形成電流。由於電荷載體在不同的材料中處於不同的能級，當它從高能級向低能級運動時，便釋放出多餘的能量；相反，從低能級向高能級運動時，從外界吸收能量。能量在兩材料的交界面處以熱的形式吸收或放出。這一效應是可逆的，如果電流方向反過來，吸熱便轉變成放熱。
珀耳帖效應圖示
珀耳帖效應圖示效應的發現
1834年法國科學家珀爾貼發現了熱電致冷和致熱現象－即溫差電效應。由N、P型材料組成一對熱電偶， 當熱電偶通入直流電流後，因直流電通入的方向不同， 將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象，稱這種現象為珀爾帖效應。
半導體製冷器
半導體製冷器，也叫熱電製冷器或溫差製冷器，它採用了帕爾貼效應。
塞貝克效應
如果兩種不同的導體連線成迴路，且兩接頭的溫度T1和T2不同時，則迴路中產生電動勢,會有電流出現。此現象是T.J.塞貝克在1821年發現的。溫差電動勢與兩接頭的溫度勢及兩種材料的性質有關，可用溫差電動勢率S12，即單位溫差產生的電動勢來描述這一效應。
湯姆孫效應
1856年W.湯姆孫(即開爾文)用熱力學分析上述兩種溫差電效應時指出，還應有第三種溫差電現象存在。後來有人在實驗上發現，如果在存在溫度梯度的均勻導體中通有電流時，導體中除了產生不可逆的焦耳熱外，還要吸收或放出一定的熱量，這一現象定名為湯姆孫效應。在單位時間和單位體積內吸收或放出的熱量與電流密度j及溫度梯度成正比。
三種效應的關係
溫差電現象：在固態或液態導體中，利用三種相互關聯的現象：塞貝克效應、珀耳帖效應和湯姆孫效應（包括磁場對每個效應的影響），把內能直接轉換成電能(或其逆過程)的現象。
這三種熱電現象都是可逆的。
在半導體中同樣存在著上述三種溫差電現象，而且效應比金屬導體中顯著得多。如金屬中溫差電動勢率約為0～10微伏/攝氏度之間，在半導體中常為幾百微狀/攝氏度，甚至達到幾毫伏/攝氏度。因此金屬中的塞貝克效應主要用於溫差電偶（用作溫度計）；而半導體可用於溫差發電。珀耳帖效應可用於致冷。一級致冷，溫差可達50～60°C；二級致冷可達70～80°C；三級致冷可達90～100°C。由於低溫下材料的致冷性能變差，所以一般只作到三級左右。
