Budowa i remont

Ogniwo Peltiera – budowa i zasada działania

Aby w pełni zrozumieć zasadę działania ogniwa Peltiera warto zapoznać się z tzw. Efektem lub Zjawiskiem Peltiera. W 1834 roku fizyk francuski Jean Charles Peltier stworzył obwód z dwóch rodzajów drutu. Były to druty miedziany i bizmutowy. Następnie oba druty podłączył do prądu elektrycznego. Zaobserwował on różnicę temperatury w drutach. Jeden z nich się ogrzał a drugi schłodził. Po umieszczeniu ochłodzonego złącza w pojemniku dobrze wyizolowanym otrzymał lodówkę . W toku dalszych eksperymentów potwierdził swoje obserwacje.  Ilość takiej energii uzależniona jest od rodzajów złącza, natężenia prądu, czasu jego przepływania.

Ogniwo Peltiera

Ogniwo Peltiera występuje także pod innymi nazwami : płytka Peltiera , moduł Peltiera.  Jest to półprzewodnikowy element termoelektryczny, który wykorzystuje zjawisko Peltiera do przekazywania ciepła.

Budowa Ogniwa Peltiera

W skład ogniwa Peltiera wchodzą dwie osadzone równolegle płytki ceramiczne. Między ich płaszczyznami znajdują się półprzewodniki typu „n” i typu „p”. Układ półprzewodników jest naprzemienny.  Półprzewodniki zbudowane są  z tellurku bizmutu i dzięki blaszkom miedzianym połączone są szeregowo.

Podstawowe informacje na temat zasad działania ogniwa Peltiera.

Na skutek oddziaływania prądu elektrycznego zachodzą zmiany temperatury na złączach półprzewdoników ( n-p lub p-n), proces ten ma istotne znaczenie dla celów chłodniczych. Półprzewdonik „p” w swojej budowie nie ma elektronów do całkowitego „obsadzenia górnego poziomu elektrycznego. Półprzewodnik „n” zawiera ich za dużo. Kiedy przez ogniwo przepływa prąd , elektrony przemieszczają się między poziomami energetycznymi.  W zależności od kierunku przepływu prądu wymaga to dostarczenia energii ,czyli wejścia na wyższy poziom energetyczny lub powoduje wydzielanie energii ,czyli spadek na niższy poziom energetyczny. Pobierana i oddawana energia jest energią cieplną. Ogniwo Peltiera  ma dwie powierzchnie: gorącą i zimną. Ilość przetransportowanego ciepła uzależniona jest od natężenia przepływającego prądu. W trakcie tego procesu określona ilość ciepła powstaje też w całym ogniwie Peltiera. Jest to tzw. ciepło Joule’a. Każde ogniwo Peltiera posiada swoją maksymalną wydajność cieplną.

Istotną informacją jest to, że poszczególne ogniwa Peltiera można ze sobą połączyć. Zasada przy łączeniach poszczególnych modułów jest taka, że „strona zimna” przylega do „strony gorącej” sąsiadującego ogniwa. Łączenie takie zwiększa wydajność co jest lepszą alternatywą od zwiększania natężenia prądu jaki przepływa przez ogniwa. Ale to nie wszystko. Z powodu dużej ilości skondensowanej energii cieplnej, która pochodzi od „strony gorącej” stosuje się przy łączeniu radiatory oraz pastę termoprzewodzącą.

Ogniwa Peltiera na rynku dostępne są w postaci cienkich płytek i mogą przyjmować dowolne kształty.

Wady i zalety ogniw Peltiera

Wady:

  • przy zbyt wysokim napięciu prądu łatwo je uszkodzić
  • potrzebuje zasilania w granicach 5-10 A
  • potrzebuje chłodzenia ze względu na wydzielane ciepło

Zalety:

  • położenie nie ma wpływu na jakość pracy
  • możliwość łączenia ogniw celem uzyskania większej wydajności
  • około 200 tysięcy godzin żywotności
  • małe rozmiary co ułatwia przechowywanie i transport
  • wytrzymałość mechaniczna
  • brak ruchomych elementów , konstrukcja sztywna
  • można je stosować w strefach zagrożonych wybuchem

Firma Transfer Multisort Elektronik , którą można znaleźć na stronie https://www.tme.eu ( język angielski) lub https://www.tme.eu/pl/ w języku polskim świadczy swoje usługi od ponad 30 lat. Jest sprawdzonym dostawcą części na rynek całego świata. Lata doświadczeń i progres jakiemu ciągle  poddawana jest firma sprawia , że jest najlepszym partnerem biznesowym.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.