半導體制冷實驗

半導體制冷實驗第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一一種新的制冷技術(shù)第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一半導體制冷的優(yōu)點不用制冷劑，環(huán)保不用機械部件，可靠性更高，易于實現(xiàn)和維護冷卻速度和溫度可任意調(diào)節(jié)冷熱端可互換，制冷與制熱切換簡單體積和功率可以做得很小第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一帕爾貼效應(yīng)1834年，法國科學家帕爾貼在銅絲兩頭各接一根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極，通電后發(fā)現(xiàn)一個接頭變熱，另一個接頭變冷。直流電通過兩種不同導電材料構(gòu)成的回路時，結(jié)點上將產(chǎn)生吸熱或放熱現(xiàn)象稱為帕爾貼效應(yīng),又稱熱電效應(yīng)第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一帕爾貼效應(yīng)的物理解釋電荷載體（載流子）在回路中運動形成電流，如果電荷載體在不同的導體之間流動，由于其在不同導體內(nèi)所處的能級不同，在結(jié)點處就會產(chǎn)生能級的跳變，當從高能級向低能級運動，便放出多余的能量（放熱），反之則吸熱。第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一帕爾貼效應(yīng)產(chǎn)生熱量的多少Q(mào)p表示帕爾貼效應(yīng)產(chǎn)生的熱量變化a為溫差電動勢率Tc為結(jié)點處的溫度I為流經(jīng)導體的電流半導體材料可以通過摻雜提高溫差電動勢率，從而達到更好的制冷或制熱效果。第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一半導體制冷原理iM第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一半導體制冷片由多組半導體熱電偶組合而成40×40×4mm127對熱電偶組成冷熱端溫差60℃第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一實驗內(nèi)容1、半導體制冷特性測試改變半導體制冷片兩端電壓，記錄電流的大小和冷端、熱端溫度，計算溫差大小。2、計算在不同電壓下最大制冷系數(shù)3、用作圖法作半導體制冷片的U-I負載特性曲線，并與半導體PN結(jié)的伏安特性曲線進行比較。4、觀察半導體制冷結(jié)露現(xiàn)象。第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一預習與思考半導體制冷片是由PN結(jié)串聯(lián)而成的嗎？半導體熱電偶與PN結(jié)有什么區(qū)別？它們之間的伏安特性曲線會相同嗎？為什么？半導體制冷與溫差發(fā)電有什么聯(lián)系？半導體制冷有什么優(yōu)點和缺點？第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一儀器實物實驗儀半導體制冷片第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一附1什么叫溫差電動勢兩種不同金屬(如銅和康銅)組成一個閉合回路,當接觸點兩側(cè)處于不同溫度時,接觸點間將產(chǎn)生電動勢,回路中會出現(xiàn)電流,此現(xiàn)象稱為溫差電現(xiàn)象,產(chǎn)生的電動勢稱為塞貝克電動勢,也稱為溫差電動勢。

返回第12頁，共13頁，2023年，2月20日，星期一附2中間導體定律中間導體定律在熱電偶回路中接入中間導體（第三導體），只要中間導體兩端