製冷設備和空氣冷卻系統是日常生活的基本要素。但是，基於製冷劑的標準容積設計不適用於冷藏袋等移動應用。在這種情況下，使用基於珀爾帖效應操作的設備，我們將在本材料中詳細討論。
Peltier 元件或熱電冷卻器基於具有 p 型和 n 型導電性的兩個元件的熱電偶，它們通過連接銅板連接。大多數情況下的細節是由鉍、碲、銻和硒製成的。此類設備用於家用冷卻系統，它們還具有產生能量的能力。
這是什麼
這一現象和 Peltier 一詞暗示了法國科學家 Jean-Charles Peltier 在 1834 年的一項發現。這一發現的本質是，在電流流過的兩個不同方向的導體之間存在接觸的區域中，熱量會不斷地釋放或吸收。
經典理論是這樣解釋這種現象的：在電流的幫助下，電子在金屬之間轉移，加速或減速，這取決於不同導電水平的金屬導體上的接觸電位差。因此，珀耳帖元件有助於將動能轉化為熱能。
在第二個導體上，會發生相反的效果，根據物理基本定律，需要補充能量。這種情況是由於熱振盪過程而發生的，結果是第二導體的金屬被冷卻。
在現代技術的幫助下，可以製造具有最大熱電效應的 Peltier 模塊。
裝置及工作原理
現代珀耳帖模塊是一種設計，其中有兩個絕緣板，熱電偶在它們之間按嚴格的順序連接。圖中顯示了該元素的標準方案，以便更好地了解其功能。
結構元件的名稱：
- A - 觸點，借助它與電源進行連接；
- B——熱表面；
- C——冷面；
- D——銅導體；
- E是p結半導體；
- F是n型半導體。
根據極性，元件的兩個表面都與 p-n 或 n-p 結接觸。觸點 p-n 升溫，n-p 溫度降低。結果，溫度差DT出現在元件的末端。這種效應意味著在模塊元件之間移動的熱能根據極性調節溫度範圍。還應注意，在極性變化的情況下，冷熱表面會發生變化。
規格
珀爾帖元件的技術參數採用以下值：
- 冷卻能力 (Qmax) - 根據電流限制和模塊末端之間的溫差計算得出。計量單位 - 瓦特；
- 極限溫差 (DTmax) - 以度為單位測量，此特性適用於最佳條件；
- Imax 是提供更大溫差所需的最大電流；
- 極限電壓Umax，電流Imax達到最大溫差DTmax所需的電壓；
- 電阻 - 設備的內部電阻，以歐姆為單位；
- COP是Peltier模塊的效率或效率係數，它反映了冷卻和功耗的比率。根據設備的功能，對於便宜的設備，該指標在 0.3-0.35 的範圍內，對於更昂貴的型號，它的變化範圍高達 0.5。
移動式 Peltier 元件的優點是尺寸小、過程的可逆性以及將其用作便攜式發電機或冰箱的可能性。
模塊的缺點是成本高，效率低3%以內，能源成本高，需要不斷保持溫差。
應用
即使考慮到低效率係數，Peltier 模塊中的板也廣泛用於測量、計算設備以及便攜式家用電器中。以下是模型是不可或缺的一部分的設備列表：
- 便攜式製冷設備；
- 小型發電機；
- 個人電腦和筆記本電腦中的冷卻裝置；
- 用於加熱和冷卻飲用水的冷卻器；
- 空氣乾燥器。
如何連接
您可以自己連接 Peltier 模塊，不需要太多時間和精力。必須為輸出觸點提供恆定電壓，這在設備的操作說明中有所說明。紅線接正極，黑線接負極。請注意，當極性反轉時，加熱和冷卻表面將交換位置。
連接前，建議檢查元件的可操作性。檢查設備的一種簡單可靠的方法是觸覺方法：為此，您需要將設備連接到電流源並觸摸不同的觸點。在正常運行的設備中，一些觸點會很熱，而另一些會很冷。
你也可以用萬用表和打火機檢查。為此，您需要將探頭連接到設備的觸點，將打火機放在一側並觀察萬用表的讀數。如果珀耳帖元件在標準模式下工作，在加熱過程中，一側會產生電流，電壓數據會顯示在萬用表屏幕上。
如何製作自己動手做的珀爾帖元件
由於成本低且需要特殊知識來創建可使用的元件，因此在家裡製造 Peltier 元件是不切實際的。但是，您可以用自己的雙手組裝高效的移動熱電發電機，這將在鄉村或野營旅行中派上用場。
為了穩定電壓，您需要自己在 L6920 IC 芯片上組裝標準轉換器。設備的輸入端必須施加 0.8-5.5 V 的電壓，輸出端將產生 5 V 的電壓，該值足以在標準模式下為移動設備的電池充電。如果使用標準電子 Peltier 設備，則有必要將受熱表面的溫度限制限制在 150 度。為便於控溫，建議使用開水的水壺，這樣模型就不會升溫超過100度。
Peltier 板廣泛用於冷卻現代家用電器，在空調中，該設備的有效性已得到證明，特別是穩定熱狀態和冷卻強大的處理器。在珀爾帖元件的基礎上，有效的移動冰箱通常在家里為夏季小屋或汽車製造，為散熱器供電。由於該過程的可逆性，自製元件在沒有電力來源的地區用作移動小型發電廠。
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