Efekt Peltiera (zjawisko Peltiera)

Efekt Peltiera (zjawisko Peltiera) stanowi jedno z podstawowych zjawisk termoelektrycznych. W 1834 roku francuski fizyk Jean Charles Peltier, zaobserwował, że po utworzeniu obwodu z dwóch rodzajów drutów - miedzianego i bizmutowego - oraz podłączeniu ich do źródła energii elektrycznej, jedno ze złącz nagrzewało się, natomiast drugie ochładzało. Po umieszczeniu "zimnego" złącza
w izolowanym pojemniku, uzyskał w ten sposób bardzo nisko wydajną lodówkę.


Dalsze eksperymenty potwierdziły pochłanianie lub wydzielanie energii cieplnej przez złącza różnych półprzewodników
lub metali, znajdujących się w obwodzie, w którym przepływa prąd elektryczny
. Na skutek jego działania, energia pochłaniana przez jedno złącze jest nastepnie wydzielana przez drugie - wynikiem jest ochłodzenie jednego złącza i ogrzanie drugiego, co doprowadza do powstania pomiędzy nimi różnicy temperatur.
Ilość przekazywanej w ten sposób energii zależy od materiałów wykonania złącza, natężenia przepływającego prądu, oraz czasu jego przepływu - różnica temperatur wzrasta przy większej różnicy zdolności termoelektrycznej (współczynnik Seebecka) materiałów oraz ze zwiększeniem się natężenia prądu.
W określonej jednostce czasu, ilość pochłanianego i wydzielanego ciepła można opisać nastepującym wzorem:



gdzie: oznacza współczynnik Peltiera obwodu.


Poprzez zmianę polaryzacji obwodu, a tym samym zmianę kierunku przepływu prądu, zachodzi odwrócenie temperatur złącz.
Wykorzystanie właściwości, odkrytej przez Peltiera, umożliwiają specjalnie przygotowane półprzewodnikowe moduły termoelektryczne, tzw. ogniwa Peltiera.
Są one obecnie szeroko wykorzystywane w chłodnictwie przemysłowym oraz laboratoryjnym, szczególnie przy elementach elektronicznych i urządzeniach pomiarowych wysokiej czułości.


Efekt Peltiera stanowi odwrotność zjawiska Seebecka, w którym na podstawie różnicy temperatur na złączach powstaje prąd elektryczny.


W literaturze Polskiej o efekcie Peltiera możemy przeczytać m.in. w:

- Zjawiska fotoelektryczne i termoelektryczne w półprzewodnikach. Jan Tauc. PWN. Poznań 1966.

- Fizyka doświadczalna. Część 3. Elektrycznośc i Magnetyzm. PWN. Warszawa 1966.

- Leksykon naukowo-techniczny. PWN. Warszawa 1972.

- Encyklopedia Powszechna. PWN. Warszawa 1975 i nowsze.