ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ


ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ
ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ

       
выделение или поглощение теплоты при прохождении электрич. тока I через контакт двух разл. проводников. Выделение теплоты сменяется поглощением при изменении направления тока. Открыт франц. физиком Ж. Пельтье (J. Peltier) в 1834. Кол-во теплоты Qп=ПI, где П — коэффициент Пельтье, равный: П=TDa. Здесь Т — абс. темп-pa, Da—разность термоэлектрич. коэфф. проводников.
П. э. объясняется тем, что ср. энергия носителей тока зависит от их энергетич. спектра, концентрации и механизмов их рассеяния и поэтому в разных проводниках различна. При переходе из одного проводника в другой эл-ны либо передают избыточную энергию атомам, либо пополняют недостаток энергии за их счёт. В первом случае вблизи контакта выделяется, а во втором поглощается теплота Пельтье. При переходе эл-нов из полупроводника в металл энергия эл-нов проводимости ПП значительно выше уровня Ферми металла, и эл-ны отдают свою избыточную энергию. При противоположном направлении тока из металла в ПП могут перейти только те эл-ны, энергия к-рых выше дна зоны проводимости ПП. Тепловое равновесие в металле при этом нарушается и восстанавливается за счёт тепловых колебаний крист. решётки. При этом поглощается теплота Пельтье. На контакте двух ПП или двух металлов также выделяется (или поглощается) теплота Пельтье вследствие того, что ср. энергия носителей заряда по обе стороны контакта различна.
П. э. используется для охлаждения в холодильных установках и в нек-рых электронных приборах.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ

- выделение или поглощениетепла на контакте двух разнородных проводников в зависимости от направленияэлектрич. тока, текущего через контакт. Открыт Ж. Пельтье (J. Peltier)в 1834. Мощность тепловыделения Q= П 12j, где j - плотность тока, П 12 = П 1 - П 212 - абс. коэф. Пельтье контактирующих материалов, являющихсяхарактеристиками этих материалов). Причина возникновения П. э. заключаетсяв том, что ср. энергия носителей заряда (для определённости электронов),участвующих в электропроводности, в разл. проводниках различна, т. к. зависитот их энергетич. спектра, концентрации и механизма рассеяния (см. Рассеяниеносителей заряда). При переходе из одного проводника в другой электронылибо передают избыточную энергию решётке, либо пополняют недостаток энергииза её счёт (в зависимости от направления тока). В первом случае вблизиконтакта выделяется, а во втором - поглощается т. н. теплота Пельтье. Напр.,на контакте полупроводник - металл (рис.) энергия электронов, переходящихиз полупроводника n -типа в металл (левый контакт), значительно превышаетэнергию Ферми 15039-147.jpgПоэтому они нарушают тепловое равновесие в металле. Равновесие восстанавливаетсяв результате столкновений, при к-рых электроны термализуются, отдавая избыточнуюэнергию кристаллич. решётке. В полупроводник из металла (правый контакт)могут перейти только самые энергичные электроны, вследствие этого электронныйгаз в металле охлаждается. На восстановление равновесного распределениярасходуется энергия колебаний решётки.

15039-143.jpg

Эффект Пельтье на контактах полупроводник n -типа -металл;15039-144.jpg- уровень Ферми;15039-145.jpg- дно зоны проводимости полупроводника:15039-146.jpg- потолок валентной зоны.

На контакте двух полупроводников или двухметаллов также выделяется (или поглощается) теплота Пельтье, вследствиетого, что ср. энергия участвующих в токе носителей заряда по обе стороныконтакта различна.
Выражение для абс. коэф. Пельтье П (носителизаряда - электроны) имеет вид

15039-148.jpg

где 15039-149.jpg.- кинетич. энергия и скорость электронов, f1- неравновеснаячасть ф-ции распределения электронов,15039-150.jpg- плотность состояний. Как видно из (1), коэф. П представляет собойотклонение ср. энергии носителей в потоке от энергии Ферми 15039-151.jpgотнесённое к единице заряда. Для определения П необходимо знать ф-цию 15039-152.jpgи найти 15039-153.jpgт. е. решить кинетич. ур-ние. В случае параболич. закона дисперсии электроновпроводимости 15039-154.jpg( р)(р- квазиимпульс) и степенной зависимости длины свободного пробега . от энергии при отсутствии вырождения в полупроводнике коэф. П определяетсяф-лой

15039-155.jpg

Здесь 15039-156.jpg- параметр рассеяния, Т - абс. темп-pa (см. Рассеяние носителейзаряда в твёрдом теле);15039-157.jpgотсчитывается от дна зоны проводимости.
Как видно из (2), еП но абс. величинеможет достигать десятков kT. С увеличением концентрации электроновв вырожденном проводнике или уменьшением Т величина П уменьшаетсяи при 15039-158.jpg

15039-159.jpg

Коэф. Пельтье связан с коэф. термоэдс 15039-160.jpg т. <н. соотношением Томсона:

П=15039-161.jpg Т.

Это позволяет использовать для оценки Презультаты микроскопич. теории для 15039-162.jpgКоэф. Пельтье, являющийся важной техн. характеристикой материалов, какправило, не измеряется, а вычисляется по 15039-163.jpgизмерение к-рого более просто.
П. э. используется в термоэлектрич. холодильникахи термостатах, а также для управления процессом кристаллизации за счётвыделения или поглощения тепла на границе жидкой и твёрдой фаз при пропусканииэлектрич. тока.

Лит.: Ансельм А. И., Введение втеорию полупроводников, 2 изд., М., 1978; Аскеров Б. М., Электронные явленияпереноса в полупроводниках, М., 1985; Зеегер К., Физика полупроводников, <пер. с англ.. М., 1977; Стильбанс Л. С., Физика полупроводников, М., 1967.

3. М. Дашевский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ" в других словарях:

  • Пельтье эффект — выделение или поглощение теплоты при прохождении тока через контакт (спай) двух разных проводников. Количество теплоты пропорционально силе тока. Используется в холодильных установках. Открыт в 1834 Ж. Пельтье. * * * ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ …   Энциклопедический словарь

  • Пельтье эффект — Эффект Пельтье процесс выделения или поглощения тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени прохождения… …   Википедия

  • ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ — выделение или поглощение теплоты при прохождении тока через контакт (спай) двух разных проводников. Количество теплоты пропорционально силе тока. Используется в холодильных установках. Открыт в 1834 Ж. Пельтье …   Большой Энциклопедический словарь

  • Пельтье эффект —         выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока через контакт (спай) двух различных проводников. Выделение тепла сменяется поглощением при изменении направления тока. Открыт Ж. Пельтье в 1834. Количество выделенного или …   Большая советская энциклопедия

  • Эффект Пельтье — Эффект Пельтье  термоэлектрическое явление, при котором происходит выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида …   Википедия

  • Эффект Зеебека — Эффект Зеебека  явление возникновения ЭДС в замкнутой электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах. Эффект Зеебека также иногда называют… …   Википедия

  • Пельтье Жан Шарль Атаназ — Пельтье (Peltier) Жан Шарль Атаназ (22.2.1785, Ам, Сомма, ‒ 27.10.1845, Париж), французский физик и метеоролог. Работал часовщиком фирмы А. Л. Бреге. Получив наследство (1815), посвятил себя науке. Научные работы по термоэлектричеству,… …   Большая советская энциклопедия

  • Эффект Томсона — Эффект Томсона  одно из термоэлектрических явлений, заключающееся в том, что в однородном неравномерно нагретом проводнике с постоянным током, дополнительно к теплоте, выделяемой в соответствии с законом Джоуля  Ленца, в объёме… …   Википедия

  • Пельтье, Жан Шарль Атаназ — Жан Шарль Пельтье фр. Jean Charles Peltier Жан Пельтье Дата рождения …   Википедия

  • Эффект Нернста — Термоэлектрические явления …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.