Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Эффект Пельтье — термоэлектрическое явление: при прохождении постоянного тока через спай двух разнородных проводников один спай нагревается, а другой охлаждается. Это обратимое явление и обратный аналог эффекта Зеебека. На эффекте Пельтье построены компактные термоэлектрические модули охлаждения без подвижных частей и хладагентов.
Явление открыто французским физиком Жаном Шарлем Атаназом Пельтье в 1834 году. При пропускании тока через контакт двух материалов на спае выделяется или поглощается тепло, не связанное с джоулевым нагревом. Направление теплопотока определяется направлением тока: смена полярности меняет местами холодную и горячую стороны.
Формула эффекта Пельтье: QП = ΠAB · I, где QП — тепловая мощность на спае (Вт), ΠAB — коэффициент Пельтье пары материалов A и B (В), I — сила тока (А).
По первому соотношению Томсона коэффициент Пельтье связан с коэффициентом Зеебека α:
ΠAB = (αA − αB) · T, где T — абсолютная температура спая в Кельвинах. Это означает, что любой материал, демонстрирующий термоЭДС, способен работать в режиме Пельтье.
Промышленные элементы Пельтье строятся на полупроводниках с электронной (n-тип) и дырочной (p-тип) проводимостью. Пары n- и p-веток соединяются последовательно по электричеству и параллельно по теплу, образуя матрицу из десятков и сотен термопар.
Носители заряда — электроны в n-полупроводнике и дырки в p-полупроводнике — переносят с собой энергию. На холодном спае носители «забирают» тепло из охлаждаемого объекта, на горячем — отдают его радиатору. Тепло «перекачивается» вместе с током.
Полезная холодопроизводительность на холодной стороне: Qc = α·I·Tc − 0,5·I²·R − K·ΔT, где α — суммарный коэффициент Зеебека модуля, R — электрическое сопротивление, K — тепловая проводимость, ΔT = Th − Tc.
Эффективность материала характеризуется безразмерной добротностью ZT = α²·σ·T / κ, где σ — электропроводность, κ — теплопроводность. У современных промышленных сплавов Bi₂Te₃ ZT ≈ 0,8–1,0 при 300 K. Новые наноструктурированные материалы достигают ZT = 1,5–2,5 в лабораторных условиях.
COP = Qc / Pэл — отношение полезной холодопроизводительности к потребляемой электрической мощности. Для термоэлектрических модулей при ΔT ≈ 0 COP может достигать 0,7, а при ΔT, близкой к ΔTmax, падает практически до нуля. Для сравнения: парокомпрессионные холодильники имеют COP = 2–4.
Вывод. Эффект Пельтье обеспечивает компактное, надёжное и точное термоэлектрическое охлаждение без подвижных частей. Невысокий холодильный коэффициент компенсируется преимуществами твердотельной конструкции: миниатюрностью, обратимостью, бесшумностью и возможностью локального термостатирования. Технология остаётся незаменимой в оптоэлектронике, научном приборостроении и медицинской диагностике, где требования к точности и надёжности важнее энергоэффективности.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.