Ημέρα: 8 Δεκεμβρίου 2025

Δημοσιεύτηκε στισ

Peltier Effect

Το Φαινόμενο Peltier (Peltier Effect) είναι ένα θερμοηλεκτρικό φαινόμενο που παρατηρείται στην επαφή δύο διαφορετικών αγώγιμων υλικών (συνήθως ημιαγωγών τύπου n και τύπου p) όταν διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα ⚡.1

🔬 Τι είναι το Φαινόμενο Peltier

Ανακαλύφθηκε το 1834 από τον Γάλλο φυσικό Jean Charles A. Peltier και είναι το αντίστροφο του φαινομένου Seebeck.

Συνοπτικά

    • Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την ένωση δύο διαφορετικών υλικών, παρατηρείται απορρόφηση θερμότητας (q_{P} \ I στη μία επαφή και έκλυση θερμότητας στην άλλη, ανάλογα με τη φορά του ρεύματος.Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.

    • Ουσιαστικά, το φαινόμενο Peltier λειτουργεί ως αντλία θερμότητας χωρίς κινούμενα μέρη, μετακινώντας τη θερμότητα από τη μία πλευρά του στοιχείου στην άλλη.

    • Η θερμότητα q_p που απορροφάται ή εκλύεται στην επαφή δίνεται από τη σχεση
      q_{P} = (Pi_{A} – Pi_{B} \cdot

       

      όπου 2\Pi_{A}, \Pi_{B} είναι οι συντελεστές Peltier των δύο υλικών και 3 είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier Shutterstock

🛠️ Στοιχεία Peltier (Thermoelectric Coolers – TEC)

Για την πρακτική εφαρμογή του φαινομένου, χρησιμοποιούνται τα Στοιχεία Peltier (ή Thermoelectric Coolers – TEC), τα οποία αποτελούνται από:

  • Πολλά ζεύγη ημιαγωγών τύπου n και p, συνδεδεμένα ηλεκτρικά σε σειρά και Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.

  • θερμικά παράλληλα.

  • Τα ζεύγη αυτά είναι εγκλωβισμένα μεταξύ δύο κεραμικών πλακών (που έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και μηδενική ηλεκτρική αγωγιμότητα) για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η θερμική επαφή.

  • Όταν εφαρμοστεί συνεχές ρεύμα (DC), η μία κεραμική πλάκα γίνεται ψυχρή (απορροφά θερμότητα) και η άλλη θερμή (αποβάλλει θερμότητα). Αντιστρέφοντας την πολικότητα του ρεύματος, αντιστρέφεται και η φορά της μεταφοράς θερμότητας (η ψυχρή γίνεται θερμή και το αντίστροφο).Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.

💡 Εφαρμογές

Το Φαινόμενο Peltier αξιοποιείται σε συσκευές που απαιτούν ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας ή ψύξη χωρίς χρήση υγρών ή μηχανικών μερών:

  • Ψύξη Ηλεκτρονικών Συστατικών: Για την ψύξη επεξεργαστών (CPUs) και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε υπολογιστές και συστήματα.

  • Φορητά Ψυγεία/Θερμοψυγεία: Μικρά ψυγεία αυτοκινήτου ή camping.5

     

  • Εργαστηριακός Εξοπλισμός: Θερμικοί κυκλοποιητές (thermal cyclers) για την ενίσχυση του DNA (PCR) που απαιτούν γρήγορες αλλαγές θέρμανσης-ψύξης.

  • Ιατρικές Συσκευές και Αισθητήρες: Για την ψύξη αισθητήρων ή μικρών δειγμάτων.