Para entender melhor como funciona o TEC, vamos primeiro dar uma olhada em sua estrutura interna. O núcleo do TEC é o termopar semicondutor (grão), que geralmente é dividido em tipo P e tipo N.
Quando a corrente contínua passa por um termopar, os grãos semicondutores tipo P e tipo N (tipo P (dopados com elementos trivalentes como o boro, que possuem buracos) conduzem eletricidade através de buracos e ficam carregados positivamente;
Na extremidade fria, os portadores saltarão de um nível de energia mais baixo para um mais alto. Durante o processo de transição do nível de energia, o calor é absorvido, conseguindo assim um efeito de resfriamento. Enquanto isso, quando os portadores na extremidade quente se recombinam, a energia é liberada, resultando em um fenômeno exotérmico. Se a corrente contínua passar na direção oposta, o efeito de resfriamento será transformado em aquecimento.
A junção PN, através da camada condutora, forma um termopar e é o principal componente estrutural do TEC. Um único par de termopares também pode realizar as funções de resfriamento ou aquecimento após ser ligado.
Condutores térmicos são adicionados a ambas as extremidades do termopar conforme mostrado na figura a seguir: um TEC completo é formado. Quando o TEC é ligado, a superfície superior absorverá calor, que é chamada de extremidade fria, e o calor absorvido será Q0. A superfície inferior libera calor e é chamada de superfície quente, sendo o calor liberado Q1 ； Q1= Q0+Qtec
A diferença de temperatura entre as superfícies superior e inferior devido à absorção e liberação de calor é ΔT, ΔT = T1-T0
No uso diário, o TEC geralmente é composto por múltiplos pares de junções PN. Para conseguir uma maior capacidade de refrigeração ou diferença de temperatura.
Depois de ler o artigo, é hora de voltar a prestar atenção no quadro-negro:
P: Qual é a relação entre o calor Qc absorvido na extremidade fria e o calor Qt liberado na extremidade quente?
R: Qc=Qt-Qtec.
P: Por que as extremidades fria e quente absorvem e liberam calor, respectivamente?
R: Na extremidade fria, os portadores saltarão de um nível de energia mais baixo para um mais alto. O processo de transição do nível de energia absorve calor, conseguindo assim um efeito de resfriamento. Entretanto, quando os portadores na extremidade quente se recombinam, libertam energia, resultando num fenómeno exotérmico.
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