半导体制冷实验
实验题目:
半导体制冷实验
实验目的:
1.掌握半导体制冷的基本原理。
2.实验设计半导体制冷系统。
3.计算制冷系数
4.观察半导体制冷结露现象。
实验器材:
蓄电池12V,绝缘陶瓷片两块,铜导体(薄铜片),N型和P型半导体若干,导线若干,灵敏温度计,控制开关,透明胶带。
实验原理:
1.帕尔帖效应
当电流通过同一导体时,放出的焦耳热量与电流强度的平方成正比,而与电流流动的方向无关。是一个可逆过程,但在一定条件下,电流通过两种不同材料的金属接触面时,热量的吸收和放出是一个不可逆过程,即当电流沿某一方向流动时,若接触点放出热量,则当电流沿反方向流动时,应吸收热量,这一效应称为帕尔帖效应。
2.半导体制冷原理
半导体制冷又称热电制冷或温差电制冷,它是利用热电效应的一种制冷方法。半导体
制冷原理如图1所示。
图1
图2
N型材料有多余的电子,有负温差电势,P型材料电子不足,有正温差电势。当电子从P型穿过结点到N型时,其能量必然增加,相反当电子从N型流至P型时,结点温度会升高。把一只N型半导体元件和一只P型半导体元件联结成热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量的转移。上面的一个接头处,电流方向从N到P,温度下降并吸热,是冷端;而下面的一个接头处,电流方向从P到N,温度上升并放热,是热端。在电流作用下,由于帕尔帖效应,热量由Tc转向Th,使Tc温度降低,成为冷端,Th温度升高,成为热端。借助散热器等各种传热手段,使热端的热量不断散发,将冷端置于工作室中去吸热降温而形成制冷。
…… …… 余下全文