Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Физика Физика

Эффект Пельтье и его применение

Брелок LED "Лампочка" классическая.
Брелок работает в двух автоматических режимах и горит в разных цветовых гаммах. Материал: металл, акрил. Для работы нужны 3 батарейки
131 руб
Раздел: Металлические брелоки
Ручка "Помада".
Шариковая ручка в виде тюбика помады. Расцветка корпуса в ассортименте, без возможности выбора!
25 руб
Раздел: Оригинальные ручки
Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее

Федеральное агентство по образованию РФ Брянский государственный технический университет Кафедра «Общая физика» Курсовая работа Эффект Пельтье и его применение по дисциплине «Физика»Студентка гр. 07-ЭУП 2 Шаповал Н.В. Руководитель асс. Краюшкина Е.Ю. Брянск 2008 СодержаниеВВЕДЕНИЕ 1. ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ 1.1 Открытие эффекта Пельтье 1.2 Объяснение эффекта Пельтье 2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ПЕЛЬТЬЕ 2.1 Модули Пельтье 2.2 Особенности эксплуатации модулей Пельтье 2.3 Применение эффекта Пельтье ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Научная мысль обладает способностью опережать время. Открытия, сделанные ученными, позволяют будущим поколениям, руководствуясь ими, создавать улучшающие жизнь человека приборы и приспособления; находить новые способы защиты его здоровья и благополучия. И явление, открытое в 1834 году часовщиком Жаном-Шарлем Пельтье и названное позже «Эффектом Пельтье», не стало исключением. Поэтому эффект, имевший место в начале XIX века, актуален и сейчас. Возможности его применения неограниченны. Множество лабораторий и исследовательских центров занимаются разработкой способов его применения, потому что открытие, сделанное французским ученым, позволяет сделать жизнь человека комфортной, красочной, а блага цивилизации – доступными широкому кругу потребителей. В данной курсовой работе мы рассмотрим явление Пельтье и его применение. 1. ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ 1.1 Открытие эффекта Пельтье Эффект Пельтье был открыт французом Жаном-Шарлем Пельтье в 1834 году. При проведении одного из экспериментов он пропускал электрический ток через полоску висмута, с подключенными к ней медными проводниками (рис. 1.1.). В ходе эксперимента он обнаружил, что одно соединение висмут-медь нагревается, другое – остывает. Рис. 1.1 - Схема опыта для измерения тепла ПельтьеСам Пельтье не понимал в полной степени сущность открытого им явления. Истинный смысл явления был позже объяснен в 1838г. Ленцем. В своём опыте Ленц экспериментировал с каплей воды, помещённой на стыке двух проводников (висмута и сурьмы). При пропускании тока в одном направлении капля воды замерзала, а при изменении направления тока - таяла. Тем самым было установлено, что при прохождении тока через контакт двух проводников в одном направлении тепло выделяется, в другом - поглощается. Данное явление было названо эффектом Пельтье. 1.2 Объяснение эффекта Пельтье Тепло Пельтье пропорционально силе тока и может быть выражено формулой: Qп = П ·q где q - заряд прошедший через контакт, П - так называемый коэффициент Пельтье, который зависит от природы контактирующих материалов и их температуры. Коэффициент Пельтье может быть выражен через коэффициент Томпсона: П =  где a - коэффициент Томпсона, Т – абсолютная температура. Необходимо отметить, что коэффициент Пельтье находится в существенной зависимости от температуры. Некоторые значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов представлены в таблице 1. Таблица 1 Значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов Железо-константан Медь-никель Свинец-константан , К П, мВ , К П, мВ , К П, мВ 273 13,0 292 8,0 293 8,7 299 15,0 328 9,0 383 11,8 403 19,0 478 10,3 508 16,0 513 26,0 563 8,6 578 18,7 593 34,0 613 8,0 633 20,6 833 52,0 718 10,0 713 23,4 Величина выделяемого тепла Пельтье и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени его прохождения, поэтому Qп может быть выражено еще одной формулой: dQп = П12ЧIЧd .

Здесь П12=П1-П2 - коэффициент Пельтье для данного контакта, связанный с абсолютными коэффициентами Пельтье П1 и П2 контактирующих материалов. При этом считается, что ток идет от первого образца ко второму. При выделении тепла Пельтье имеем: Qп&g ;0, П12&g ;0, П1&g ;П2.  При поглощении тепла Пельтье оно считается отрицательным и что П12=-П21.  Размерность коэффициента Пельтье СИ=Дж/Кл=В. Классическая теория объясняет явление Пельтье тем, что при переносе электронов током из одного металла в другой, они ускоряются или замедляются внутренней контактной разностью потенциалов между металлами. В случае ускорения кинетическая энергия электронов увеличивается, а затем выделяется в виде тепла. В обратном случае кинетическая энергия уменьшается, и энергия пополняется за счёт энергии тепловых колебаний атомов второго проводника, таким образом он начинает охлаждаться. При более полном рассмотрении учитывается изменение не только потенциальной, но и полной энергии. На рис. 1.2. и рис. 1.3. изображена замкнутая цепь, составленная из двух различных полупроводников ПП1 и ПП2 с контактами А и В. Рис. 1.2 - Выделение тепла Пельтье (контакт А) Рис. 1.3 - Поглощение тепла Пельтье (контакт А) Такую цепь, принято называть термоэлементом, а ее ветви - термоэлектродами. Через цепь течет ток I, созданный внешним источником e. Рис. 1.2. иллюстрирует ситуацию, когда на контакте А (ток течет от ПП1 к ПП2) происходит выделение тепла Пельтье Qп (А)&g ;0, а на контакте В (ток направлен от ПП2 к ПП1) его поглощение - Qп (В)&l ;0. В результате происходит изменение температур спаев: ТА&g ;ТВ. На рис. 1.3. изменение знака источника меняет направление тока на противоположное: от ПП2 к ПП1 на контакте А и от ПП1 к ПП2 на контакте В. Соответственно меняется знак тепла Пельтье и соотношение между температурами контактов: Qп (А)&l ;0, ТА&l ;ТВ. Причина возникновения эффекта Пельтье на контакте полупроводников с одинаковым видом носителей тока (два полупроводника -типа или два полупроводника p-типа) такая же, как и в случае контакта двух металлических проводников. Носители тока (электроны или дырки) по разные стороны спая имеют различную среднюю энергию, которая зависит от многих причин: энергетического спектра, концентрации, механизма рассеяния носителей заряда. Если носители, пройдя через спай, попадают в область с меньшей энергией, они передают избыток энергии кристаллической решетке, в результате чего вблизи контакта происходит выделение теплоты Пельтье (Qп&g ;0) и температура контакта повышается. При этом на другом спае носители, переходя в область с большей энергией, заимствуют недостающую энергию от решетки, происходит поглощение теплоты Пельтье (Qп&l ;0) и понижение температуры. Эффект Пельтье, как и все термоэлектрические явления, выражен особенно сильно в цепях, составленных из электронных ( - тип) и дырочных (р - тип) полупроводников. В этом случае эффект Пельтье имеет другое объяснение. Рассмотрим ситуацию, когда ток в контакте идет от дырочного полупроводника к электронному (р® ). При этом электроны и дырки движутся навстречу друг другу и, встретившись, рекомбинируют.

В результате рекомбинации освобождается энергия, которая выделяется в виде тепла. Эта ситуация рассмотрена на рис. 1.4., где изображены энергетические зоны (ec- зона проводимости,ev- валентная зона) для примесных полупроводников с дырочной и электронной проводимостью. Рис. 1.4 - Выделение тепла Пельтье на контакте полупроводников p и -типа На рис. 1.5. (ec - зона проводимости, ev - валентная зона) иллюстрируется поглощение тепла Пельтье для случая, когда ток идет от к p-полупроводнику (  ® p). Рис. 1.5 - Поглощение тепла Пельтье на контакте полупроводников p и -типа Здесь электроны в электронном и дырки в дырочном полупроводниках движутся в противоположные стороны, уходя от границы раздела. Убыль носителей тока в пограничной области восполняется за счет попарного рождения электронов и дырок. На образование таких пар требуется энергия, которая поставляется тепловыми колебаниями атомов решетки. Образующиеся электроны и дырки увлекаются в противоположные стороны электрическим полем. Поэтому пока через контакт идет ток, непрерывно происходит рождение новых пар. В результате в контакте тепло будет поглощаться. Применение полупроводников разных типов в термоэлектрических модулях представлено на рис. 1.6. Рис. 1.6 - Использование полупроводниковых структур в термоэлектрических модулях Такая цепь позволяет создавать эффективные охлаждающие элементы. 2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ПЕЛЬТЬЕ 2.1 Модули Пельтье Объединение большого количества пар полупроводников p- и -типа позволяет создавать охлаждающие элементы - модули Пельтье сравнительно большой мощности. Структура полупроводникового термоэлектрического модуля Пельтье представлена на рис. 2.1. Рис. 2.1 - Структура модуля ПельтьеМодуль Пельтье, представляет собой термоэлектрический холодильник, состоящий из последовательно соединенных полупроводников p- и -типа, образующих p- - и -p-переходы. Каждый из таких переходов имеет тепловой контакт с одним из двух радиаторов. В результате прохождения электрического тока определенной полярности образуется перепад температур между радиаторами модуля Пельтье: один радиатор работает как холодильник, другой радиатор нагревается и служит для отвода тепла. На рис. 2.2. представлен внешний вид типового модуля Пельтье. Рис. 2.2 - Внешний вид модуля ПельтьеТипичный модуль обеспечивает значительный температурный перепад, который составляет несколько десятков градусов. При соответствующем принудительном охлаждении нагревающегося радиатора второй радиатор - холодильник, позволяет достичь отрицательных значений температур. Для увеличения разности температур возможно каскадное включение термоэлектрических модулей Пельтье при обеспечении адекватного их охлаждения. Это позволяет сравнительно простыми средствами получить значительный перепад температур и обеспечить эффективное охлаждение защищаемых элементов. На рис. 2.3. представлен пример каскадного включения типовых модулей Пельтье. Рис. 2.3 - Пример каскадного включения модулей Пельтье Устройства охлаждения на основе модулей Пельтье часто называют активными холодильниками Пельтье или просто кулерами Пельтье (рис.2

Другой пример - так называемое бетатронное (или синхронное)излучение. В этих приборах заряженные частицы движутся по круговым орбитам. При энергиях порядка десятков Мэв электроны излучают видимый свет, при еще больших энергиях рентгеновский луч. Наиболее важным для приложения является излучение заряда, совершающего гармоническое движение. На этом эффекте основана работа всевозможных излучателей и антенн. Л И Т Е Р А Т У Р А Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М."Наука" 1970. К 6.1. А.с. 410 316; пат. США 3556998,3562757. К 6.2. А.с. 240 505 К 6.4. А.с. 498 770 К 6.4. Физический энцеклопедический словарь, т.5 стр.449. К 6.5. Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976, стр.304-308. К 6.7. А.с. 490 661,490 662,492 155 К 6.8. А.с. 491 174,515 684,514 632,465 345 К 6.10 А.Л.Дорофеев, Визревые токи,М."Энергия",1977 А.с. 422 982 К 6.11.2. Дж.Делли. Черенковское излучение и его применение; М.,"ИЛ".1960. Б.М.Болотовский, Свечение Вавилова-Черенкова. М."Наука" 1964. 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА. ДИЭЛЕКТРИКИ. 7.1.1

1. Применение компьютерного тестирования для контроля знаний. Мотивационный эффект

2. Применение физических эффектов в рекламных целях

3. Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.

4. Общественные блага. Внешние эффекты и их государственное регулирование

5. Парниковый эффект

6. Парниковый эффект - глобальная экологическая проблема
7. Продольный магнитооптический эффект Фарадея
8. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна

9. Терморезисторный эффект. Терморезисторы

10. Скорость звука в различных средах. Эффект Доплера в акустике

11. Сверхпроводимость. Эффекты Джозефсона

12. Оздоровительный эффект бани

13. Издержки производства в длительном периоде. Эффект масштаба (Контрольная)

14. Расчёт ожидаемого экономического эффекта от автоматизации отбельного перехода

15. Физика релятивистских эффектов

16. О возможности индуцирования длиннопериодической структуры в антиферромагнетиках с магнитоэлектрическим эффектом

Шкатулка музыкальная "Сердце", 16x15x7 см, арт. 24806.
Состав: пластик, элементы металла, стекло. Регулярно удалять пыль сухой, мягкой тканью. Музыкальный механизм с ручным заводом. Товар не
775 руб
Раздел: Шкатулки музыкальные
Багетная рама "Stella" (золотой), 30х40 см.
Багетные рамы предназначены для оформления картин, вышивок и фотографий. Оформленное изделие всегда становится более выразительным и
868 руб
Раздел: Размер 30x40
Папка-портфель пластиковая, А4, синяя (390x320 мм, 4 отделения, усиленная ручка).
Папка-портфель изготовлена из прочного пластика толщиной 0,9 мм. Габаритные размеры, превышающие стандартные, позволяют свободно размещать
507 руб
Раздел: Папки-портфели, папки с наполнением

17. Электрокапиллярный эффект в современной технологии

18. Возможные побочные эффекты вакцинации

19. Квантовые электродинамические эффекты в атомных системах

20. Эффекты конечной разрядности и их учет

21. Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе

22. Эффект Оже. Оже–спектроскопия
23. Опасен ли парниковый эффект?
24. Основные эффекты восприятия

25. Экономический эффект "влипания"

26. Терморезисторный эффект. Терморезисторы

27. Тайна «эффекта 25-го кадра». Миф и реальность

28. Эффекты взрослых сказок

29. “Реклама – двигатель …” О лингвистической природе эффекта речевого воздействия в текстах телерекламы

30. Об оптических эффектах в рекламе

31. Был бы эффект, а вывеска засветится. Использование физических эффектов в конструкциях наружной рекламы

32. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна

Супер концентрированный гель для стирки белья Lion Essence "Впечатление", 900 мл.
Суперконцентрированный гель обеспечивает безупречное качество стирки, великолепно отстирывает даже самые сложные пятна. Придает вещам
315 руб
Раздел: Гели, концентраты
Увлекательная настольная игра "Фрукто 10", новая версия.
«Фрукто 10» Вам нужно быть самым быстрым, чтобы первым найти фруктовую десятку на двух карточках, громко ее объявить и забрать карточки
392 руб
Раздел: Карточные игры
Простыня на резинке "ЭГО", 90х200 см, салатовая.
Трикотажная простыня "ЭГО" на резинке выполнена из 100% хлопка высокого качества. Натуральный, экологически чистый материал
589 руб
Раздел: Простыни, пододеяльники

33. Фильтрация газов(баротермический эффект)

34. Эффект Холла

35. Эффект и влияние парной бани в процессе сгонки веса и восстановления работоспособности дзюдоистов

36. Нетипичная личность в историческом пространстве или Эффект "белой вороны"

37. Парниковый эффект

38. Влияние парникового эффекта на изменение климата Земли
39. Круговорот углекислого газа. Парниковый эффект.
40. Парниковый эффект - миф или реальность?

41. Парниковый эффект

42. Теория совокупного спроса и совокупного предложения. Эффект храповика

43. Сущность инвестиционного акселератора. Эффект мультипликатора-акселератора

44. Микроструктура фондового рынка и внешние эффекты

45. Эффекты межличностного восприятия

46. Эффект от мероприятий по охране труда

47. Генотоксические эффекты у детей-подростков из Чебулинского района Кемеровской области

48. Региональное промышленное производство: эффект кислородного голодания

Набор цветных карандашей STABILO GREENcolors, 12 штук.
STABILO GREENcolors - цветные карандаши, сертифицированные FSC. • Изготовлены на 100% из возобновляемой древесины и покрыты лаком на
414 руб
Раздел: 7-12 цветов
Тележка, арт. 15-11017.
Удобная ручка и проходимые колеса помогут Вашему малышу с легкостью возить всё необходимое для строительства дворцов, замков, дорог и
325 руб
Раздел: Тележки
Багетная рама "Emma" (цветной), 40х50 см.
Багетные рамы предназначены для оформления картин, вышивок и фотографий. Оформленное изделие всегда становится более выразительным и
698 руб
Раздел: Размер 40x50

49. Неблагоприятные Эффекты Зеленых Лужаек english

50. Эффекты конечной разрядности и их учет

51. Эффект Казимира или проблема вакуума

52. Эффект кривой опыта и процесс обучения

53. Эффект автодинного детектирования

54. Эффект Ребиндера в полимерах
55. Продольный эффект Фарадея
56. В железосодержащих сверхпроводниках обнаружен изотопический эффект

57. Эффекты умственной бухгалтерии

58. Дефекты, эффекты в стереотипах рекламной продукции

59. Физиологические эффекты гормонов, плохо проникающих в клетку

60. Антиокислительные эффекты биологически активных веществ в составе растительных масел

61. Парниковый эффект

62. Признаки побочных эффектов терапии

63. Слияние и поглощение компаний. Эффект синергизма

64. Библиотерапевтический эффект художественной литературы

Счеты детские "Умный жираф".
Счеты - это не только первый математический прибор, но и увлекательная игра. Пусть ребенок отсчитает столько косточек на счетах, сколько у
377 руб
Раздел: Счетные наборы, веера
Шкатулка для рукоделия "Сундучок", 18x13x8 см, арт. 80863.
Такая шкатулка послужит оригинальным, а главное, практичным подарком, в котором замечательно сочетаются внешний вид и функциональность.
627 руб
Раздел: Шкатулки для рукоделия
Точилка механическая "Classic", черная.
Цветной пластиковый корпус с прозрачным контейнером, объемный контейнер для стружки, стальные самозатачивающиеся ножки. Цвет корпуса - черный!
317 руб
Раздел: Точилки

65. Социокультурные эффекты деятельности по связям с общественностью

66. Исследование допробойных оптико-акустических эффектов в экспериментах с аэрозольными средами

67. Особенности пьезоэлектрического эффекта

68. Эффект динамической сверхпроводимости

69. Использование фотоупругого эффекта для измерения физических величин

70. Эффект магнитоимпеданса
71. Использование потенциометрического эффекта для измерения физических величин
72. Лафферовы эффекты в моделях налогообложения

73. Уровень эффекта финансового рычага. Расчет ежемесячных платежей

74. Экономический эффект инвестиций

75. Эффект производственного рычага

76. Эффект финансового рычага. Управление дебиторской задолженностью

77. Ионные реакции в растворах. Солевой эффект (в ТАК)

78. Тепловые эффекты химических реакций

79. Парниковый эффект

80. Парниковый эффект

Глобус Земли политический, диаметр 420 мм.
Политический глобус Земли. Диаметр: 420 мм. Масштаб: 1:30000000. Материал подставки: пластик. Цвет подставки: прозрачный. Цвет дуги может
1981 руб
Раздел: Глобусы
Магическая кружка-мешалка, черная.
Оригинальная кружка с двойными металлическими стенками (нержавеющая сталь). Сохраняет напиток горячим в течение дольшего времени (в
554 руб
Раздел: Кружки
Кружка фарфоровая "Olympia", 300 мл.
Кружка фарфоровая "Olympia", украшенная золотой обводкой, станет достойным дополнением к вашей коллекции посуды для чаепития. Объём: 300 мл.
304 руб
Раздел: Кружки

81. Парниковый эффект: причины и последствия

82. Исследование парникового эффекта

83. Жилищное строительство - фактор, определяющий синергетический эффект экономического роста

84. Показатели экономического эффекта

85. Расчёт технико-экономических показателей работы предприятия и годового экономического эффекта в мероприятиях по НТП

86. Эффект замены и эффект дохода по Хиксу и по Слуцкому. Уравнение Слуцкого
87. Практическое применение космонавтики
88. Роль микроэлементов в обменных процессах растений и на накоплении ими биологически активных веществ (Реферат (обзор литературы) () WinWord 97)

89. Применение лазеров в военном деле

90. Зажигательные смеси, состав, средства применения и доставки, вызываемые повреждения, методы лечения и защиты

91. Характеристика современных средств поражения и последствия их применения

92. Проблема применения моделей устойчивого развития на региональном уровне

93. Механизм применения антимонопольных законов

94. Применение норм права

95. Содержание и порядок применения единого налога на вмененный доход для субъектов малого предпринимательства

96. Применение права

Шнуровка-бусы "Цветы".
Эта простая, но интересная игрушка увлечет малыша! Цель игры - нанизать на шнурок все бусинки. Ребенку будет интересно каждый раз менять
345 руб
Раздел: Деревянные шнуровки
Развивающая настольная игра "Котосовы".
Коты и совы — любимые животные ведьм. Бедняги так часто подвергаются магическим экспериментам, что подчас не сразу отличишь, кто перед
792 руб
Раздел: Карточные игры
Точилка механическая.
Настольная механическая точилка отличается высоким качеством работы и долговечностью механизма. Пластиковый корпус. Механизм крепления к
547 руб
Раздел: Точилки

97. Реферат перевода с английского языка из книги “A History of England” by Keith Feiling

98. Реферат по книге Фернана Броделя

99. Применение ЭВМ в жизнедеятельности человека


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.