Para comprender mejor cómo funciona TEC, primero echemos un vistazo a su estructura interna. El núcleo de TEC es el termopar semiconductor (grano), que generalmente se divide en tipo P y tipo N.
Cuando la corriente continua pasa a través de un termopar, los granos semiconductores de tipo P y tipo N (tipo P (dopados con elementos trivalentes como el boro, que tienen huecos) conducen la electricidad a través de agujeros y quedan cargados positivamente; un par de tipo N (dopados con elementos pentavalentes como el fósforo) que conduce la electricidad mediante electrones y está cargado negativamente.
En el extremo frío, los transportistas saltarán de un nivel de energía más bajo a uno más alto. Durante el proceso de transición de nivel energético se absorbe calor, consiguiendo así un efecto refrescante. Mientras tanto, cuando los portadores del extremo caliente se recombinan, se libera energía, lo que produce un fenómeno exotérmico. Si se hace pasar corriente continua en la dirección opuesta, el efecto de enfriamiento se transformará en calentamiento.
La unión PN, a través de la capa conductora, forma un termopar y es el componente estructural central de TEC. Un solo par de termopares también puede realizar las funciones de refrigeración o calefacción después de encenderse.
Se agregan conductores térmicos a ambos extremos del termopar como se muestra en la siguiente figura: se forma un TEC completo. Cuando el TEC está encendido, la superficie superior absorberá calor, lo que se denomina extremo frío, y el calor absorbido es Q0. La superficie inferior libera calor y se llama superficie caliente, siendo el calor liberado Q1 ； Q1= Q0+Qtec
La diferencia de temperatura entre las superficies superior e inferior debido a la absorción y liberación de calor es ΔT, ΔT=T1-T0
En el uso diario, TEC suele estar compuesto por múltiples pares de uniones PN. Para conseguir una mayor capacidad de refrigeración o diferencia de temperatura.
Después de leer el artículo, toca volver a prestar atención a la pizarra:
P: ¿Cuál es la relación entre el calor Qc absorbido en el extremo frío y el calor Qt liberado en el extremo caliente?
R: Qc=Qt-Qtec.
P: ¿Por qué los extremos frío y caliente absorben y liberan calor respectivamente?
R: En el extremo frío, los transportistas saltarán de un nivel de energía más bajo a uno más alto. El proceso de transición de nivel de energía absorbe calor, logrando así un efecto de enfriamiento. Mientras tanto, cuando los portadores del extremo caliente se recombinan, liberan energía, lo que produce un fenómeno exotérmico.
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