Pour mieux comprendre le fonctionnement de TEC, examinons d'abord sa structure interne. Le cœur du TEC est le thermocouple semi-conducteur (grain), qui est généralement divisé en type P et type N.
Lorsque le courant continu traverse un thermocouple, les grains semi-conducteurs de type P et de type N (type P (dopé avec des éléments trivalents tels que le bore, qui ont des trous) conduisent l'électricité à travers les trous et deviennent chargés positivement ; une paire de grains semi-conducteurs de type N (dopés avec des éléments pentavalents tels que le phosphore) qui conduisent l'électricité par les électrons et sont chargés négativement.
Du côté froid, les porteurs passeront d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau supérieur. Pendant le processus de transition du niveau d’énergie, la chaleur est absorbée, obtenant ainsi un effet de refroidissement. Pendant ce temps, lorsque les porteurs situés à l’extrémité chaude se recombinent, de l’énergie est libérée, entraînant un phénomène exothermique. Si le courant continu circule dans la direction opposée, l’effet de refroidissement se transformera en chauffage.
La jonction PN, à travers la couche conductrice, forme un thermocouple et constitue le composant structurel central du TEC. Une seule paire de thermocouples peut également remplir les fonctions de refroidissement ou de chauffage après avoir été mise sous tension.
Des conducteurs thermiques sont ajoutés aux deux extrémités du thermocouple comme le montre la figure suivante : un TEC complet est formé. Lorsque le TEC est alimenté, la surface supérieure absorbe la chaleur, appelée extrémité froide, et la chaleur absorbée est Q0. La surface inférieure dégage de la chaleur et est appelée surface chaude, la chaleur dégagée étant Q1 ； Q1= Q0+Qtec
La différence de température entre les surfaces supérieure et inférieure due à l'absorption et au dégagement de chaleur est ΔT，ΔT=T1-T0
En utilisation quotidienne, le TEC est généralement composé de plusieurs paires de jonctions PN. Pour obtenir une plus grande capacité de refroidissement ou une plus grande différence de température.
Après avoir lu l'article, il est temps de prêter à nouveau attention au tableau :
Q : Quelle est la relation entre la chaleur Qc absorbée au niveau du côté froid et la chaleur Qt libérée au niveau du côté chaud ?
R : Qc=Qt-Qtec.
Q : Pourquoi les extrémités froides et chaudes absorbent-elles et libèrent-elles respectivement de la chaleur ?
R : À l’extrémité froide, les porteurs passeront d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau supérieur. Le processus de transition de niveau d'énergie absorbe la chaleur, obtenant ainsi un effet de refroidissement. Pendant ce temps, lorsque les porteurs situés à l’extrémité chaude se recombinent, ils libèrent de l’énergie, entraînant un phénomène exothermique.
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