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1、半导体制冷实验第1页，本讲稿共13页一种新的制冷技术一种新的制冷技术第2页，本讲稿共13页半导体制冷的优点半导体制冷的优点l不用制冷剂，环保l不用机械部件，可靠性更高，易于实现和维护l冷却速度和温度可任意调节l冷热端可互换，制冷与制热切换简单l体积和功率可以做得很小第3页，本讲稿共13页帕尔贴效应帕尔贴效应l1834年，法国科学家帕尔贴在铜丝两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极，通电后发现一个接头变热，另一个接头变冷。直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象称为帕帕尔贴效应尔贴效应,又称热电效热电效应应第4页，本讲稿共13页帕尔贴效应的物理解释帕尔贴
2、效应的物理解释l电荷载体（载流子）在回路中运动形成电流，如果电荷载体在不同的导体之间流动，由于其在不同导体内所处的能级不同，在结点处就会产生能级的跳变，当从高能级向低能级运动，便放出多余的能量（放热），反之则吸热。第5页，本讲稿共13页帕尔贴效应产生热量的多少帕尔贴效应产生热量的多少lQp表示帕尔贴效应产生的热量变化la为温差电动势率lTc为结点处的温度lI为流经导体的电流半导体材料可以通过掺杂提高温差电动势率，从半导体材料可以通过掺杂提高温差电动势率，从而达到更好的制冷或制热效果。而达到更好的制冷或制热效果。第6页，本讲稿共13页半导体制冷原理半导体制冷原理i M第7页，本讲稿共13页半导体
3、制冷片半导体制冷片l由多组半导体热电偶组合而成40404mm127对热电偶组成冷热端温差60第8页，本讲稿共13页实验内容实验内容1、半导体制冷特性测试 改变半导体制冷片两端电压，记录电流的大小和冷端、热端温度，计算温差大小。2、计算在不同电压下最大制冷系数3、用作图法作半导体制冷片的U-I负载特性曲线，并与半导体PN结的伏安特性曲线进行比较。4、观察半导体制冷结露现象。第9页，本讲稿共13页预习与思考预习与思考l半导体制冷片是由PN结串联而成的吗？l半导体热电偶与PN结有什么区别？它们之间的伏安特性曲线会相同吗？为什么？l半导体制冷与温差发电有什么联系？l半导体制冷有什么优点和缺点？第10页
4、，本讲稿共13页仪器实物仪器实物实验仪半导体制冷片第11页，本讲稿共13页附附1 什么叫温差电动势什么叫温差电动势l两种不同金属两种不同金属(如铜和康铜如铜和康铜)组成一个闭合回路组成一个闭合回路,当接触点两侧处于不同温度时当接触点两侧处于不同温度时,接触点间将产接触点间将产生电动势生电动势,回路中会出现电流回路中会出现电流,此现象称为温差此现象称为温差电现象电现象,产生的电动势称为塞贝克电动势产生的电动势称为塞贝克电动势,也称也称为温差电动势。为温差电动势。返回第12页，本讲稿共13页附附2 中间导体定律中间导体定律l中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。第13页，本讲稿共13页