पेल्टियर घटक - ते कसे कार्य करते आणि कसे तपासायचे आणि कनेक्ट करायचे

पेल्टियर घटकाच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत यावर आधारित आहे पेल्टियर प्रभावावर, ज्यामध्ये हे तथ्य आहे की जेव्हा थेट विद्युत प्रवाह दोन भिन्न कंडक्टरच्या जंक्शनमधून जातो तेव्हा ऊर्जा एका संक्रमण कंडक्टरमधून दुसर्यामध्ये हस्तांतरित केली जाते, तर जंक्शनवर उष्णता सोडली जाते किंवा शोषली जाते.

या प्रक्रियेदरम्यान सोडल्या जाणार्‍या किंवा शोषलेल्या उष्णतेचे प्रमाण विद्युत् प्रवाह, त्याच्या प्रवाहाची वेळ, तसेच सोल्डर केलेल्या तारांच्या दिलेल्या जोडीच्या पेल्टियर गुणांक वैशिष्ट्याच्या प्रमाणात असेल. पेल्टियर गुणांक, या बदल्यात, सध्याच्या वेळी जंक्शनच्या परिपूर्ण तापमानाने गुणाकार केलेल्या जोडीच्या थर्मोइलेक्ट्रिक गुणांकाच्या समान आहे.

आणि पेल्टियर प्रभाव सर्वात अर्थपूर्ण असल्याने अर्धसंवाहक मध्ये, नंतर ही मालमत्ता लोकप्रिय आणि परवडणाऱ्या सेमीकंडक्टर पेल्टियर घटकांमध्ये वापरली जाते. पेल्टियर घटकाच्या एका बाजूला उष्णता शोषली जाते, दुसरीकडे ती सोडली जाते. पुढे, आम्ही या इंद्रियगोचर जवळून पाहू.

पेल्टियरचा थेट शारीरिक प्रभाव 1834 मध्ये शोधला गेला.फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ जीन पेल्टियर यांनी, आणि चार वर्षांनंतर या घटनेचे सार रशियन भौतिकशास्त्रज्ञ एमिलियस लेन्झ यांनी तपासले, ज्यांनी हे दर्शविले की जर बिस्मथ आणि अँटीमोनीच्या रॉड्स जवळच्या संपर्कात असतील तर संपर्काच्या ठिकाणी पाणी टपकते आणि नंतर जंक्शन डायरेक्ट करंट एका विशिष्ट दिशेसह, नंतर जर प्रवाहाच्या सुरुवातीच्या दिशेने पाणी बर्फात बदलले, तर जर प्रवाहाची दिशा उलट बदलली तर हा बर्फ त्वरीत वितळेल.

त्याच्या प्रयोगात, लेन्झने स्पष्टपणे दाखवून दिले की पेल्टियर उष्णता जंक्शनद्वारे विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून शोषली जाते किंवा सोडली जाते.

खाली तीन लोकप्रिय मेटल जोड्यांसाठी पेल्टियर गुणांकांची सारणी आहे. तसे, पेल्टियर इफेक्टच्या उलट परिणामाला सीबेक इफेक्ट म्हणतात (जेव्हा बंद सर्किटचे जंक्शन गरम किंवा थंड करताना, वीज).

तर पेल्टियर इफेक्ट का होतो? याचे कारण असे की दोन पदार्थांच्या संपर्काच्या ठिकाणी संपर्क संभाव्य फरक असतो जो त्यांच्या दरम्यान संपर्क विद्युत क्षेत्र निर्माण करतो.

जर आता संपर्कातून विद्युत प्रवाह वाहत असेल, तर हे क्षेत्र विद्युत प्रवाहास मदत करेल किंवा त्यास प्रतिबंध करेल. म्हणून, जर विद्युत प्रवाह संपर्क फील्ड फोर्स वेक्टरच्या विरूद्ध निर्देशित केला असेल, तर लागू केलेल्या ईएमएफच्या स्त्रोताने कार्य केले पाहिजे आणि स्त्रोताची ऊर्जा संपर्काच्या ठिकाणी सोडली जाईल, यामुळे ते गरम होईल.

जर स्त्रोत प्रवाह संपर्क क्षेत्राच्या बाजूने निर्देशित केला असेल, तर ते जसे होते, तसेच या अंतर्गत विद्युत क्षेत्राद्वारे समर्थित आहे आणि आता फील्ड शुल्क हलविण्यासाठी अतिरिक्त कार्य करेल. ही ऊर्जा आता पदार्थापासून दूर नेली जाते, ज्यामुळे जंक्शन थंड होते.

तर, पेल्टियर घटकांमध्ये सेमीकंडक्टर जोड्या वापरल्या जातात हे आपल्याला माहित असल्याने, सेमीकंडक्टरमध्ये कोणती प्रक्रिया वापरली जाते?

हे सोपे आहे. हे सेमीकंडक्टर कंडक्शन बँडमधील इलेक्ट्रॉन्सच्या उर्जा पातळीमध्ये भिन्न आहेत. जेव्हा एखादा इलेक्ट्रॉन या पदार्थांच्या जंक्शनमधून जातो तेव्हा इलेक्ट्रॉनला ऊर्जा मिळते ज्यामुळे ते दुसऱ्या अर्धसंवाहक जोडीच्या उच्च ऊर्जा वहन बँडकडे जाऊ शकते.

जेव्हा इलेक्ट्रॉन ही ऊर्जा शोषून घेतो, तेव्हा अर्धसंवाहक संपर्क बिंदू थंड होतो. जेव्हा विद्युत् प्रवाह उलट दिशेने वाहतो तेव्हा नेहमीच्या जौल उष्णतेच्या व्यतिरिक्त अर्धसंवाहक संपर्क बिंदू गरम होतो. जर पेल्टियर पेशींमध्ये सेमीकंडक्टरऐवजी शुद्ध धातू वापरल्या गेल्या असतील, तर थर्मल इफेक्ट इतका लहान असेल की ओमिक हीटिंग मोठ्या प्रमाणात ओलांडेल.

TEC1-12706 सारख्या खर्‍या पेल्टियर कन्व्हर्टरमध्ये, बिस्मथ टेल्युराइड आणि सॉलिड सोल्यूशन सिलिकॉन आणि जर्मेनियमचे अनेक समांतर पाईप्स दोन सिरॅमिक सब्सट्रेट्समध्ये बसवले जातात, सीरीझ सर्किटमध्ये एकत्र जोडलेले असतात. n- आणि p-प्रकारच्या अर्धसंवाहकांच्या या जोड्या सिरेमिक सब्सट्रेट्सच्या संपर्कात असलेल्या प्रवाहकीय जंपर्सद्वारे जोडल्या जातात.

पेल्टियर कन्व्हर्टरच्या एका बाजूला एन-टाइप सेमीकंडक्टरमधून पी-टाइप सेमीकंडक्टरपर्यंत आणि पी-टाइप सेमीकंडक्टरपासून दुसऱ्या बाजूला एन-टाइप सेमीकंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाह देण्यासाठी लहान अर्धसंवाहक समांतर पाईप्सची प्रत्येक जोडी संपर्क तयार करते. कनवर्टर.

या सर्व शृंखला-कनेक्ट पॅरललपिपड्समधून जेव्हा विद्युत् प्रवाह वाहतो, तेव्हा, एकीकडे, सर्व संपर्क फक्त थंड केले जातात आणि दुसरीकडे, सर्व फक्त गरम केले जातात. जर स्त्रोताची ध्रुवीयता बदलली, तर बाजू बदलतील भूमिका

या तत्त्वानुसार, पेल्टियर घटक कार्य करतो, किंवा, ज्याला पेल्टियर थर्मोइलेक्ट्रिक कन्व्हर्टर देखील म्हणतात, जेथे उष्णता उत्पादनाच्या एका बाजूने घेतली जाते आणि त्याच्या विरुद्ध बाजूला हस्तांतरित केली जाते, तर दोन्ही बाजूंनी तापमानात फरक तयार केला जातो. घटक.

पंखासह हीटसिंक वापरून पेल्टियर घटकाची गरम बाजू आणखी थंड करणे देखील शक्य आहे, नंतर थंड बाजूचे तापमान आणखी कमी होईल. मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध असलेल्या पेल्टियर पेशींमध्ये, तापमानातील फरक सुमारे 69 डिग्री सेल्सियसपर्यंत पोहोचू शकतो.

पेल्टियर घटकाचे आरोग्य तपासण्यासाठी, बोट प्रकारची बॅटरी पुरेशी आहे. सेलची लाल वायर पॉवर सप्लायच्या पॉझिटिव्ह टर्मिनलला जोडलेली असते, काळी वायर निगेटिव्हशी जोडलेली असते. जर एलिमेंट बरोबर काम करत असेल, तर एका बाजूला गरम होईल आणि दुसरीकडे थंड होईल, तुम्ही ते अनुभवू शकता. आपल्या बोटांनी. पारंपारिक पेल्टियर घटकाचा प्रतिकार काही ओमच्या प्रदेशात असतो.