温差电现象物理教学演示仪
温差电现象物理教学演示仪 第17卷第3期
2004年9月出版
大学物理实验
PHYSICALEXPERIMENTOFCOU正CE
Vo1.17No.3
Sep.2004
文章编号:1(XY'/一2934(2004)03—0042—02
温差电现象物理教学演示仪
杨玉光潘学方
(天津工业大学,天津,30O160)
摘要利用半导体制冷片既可由温差产生电能输出又可由输入的电能制冷的原理, 研制了可用于物理教学演示的温差电现象演示仪.
关键词半导体制冷;帕尔帖效应;演示装置
中图分类号:0441文献标识码:A
1引言
半导体制冷片是一种高热流密度器件,帕尔帖热效应是半导体制冷的基础,其吸热和
放热的大小可由以下
达式描述:
Q=aTI
其中:Q为吸(放)热量,a为塞贝克(Seebeek)系数,T为冷节点温度,I为工作电流. 半导体制冷片具有微型化,轻量化,长寿命,无振动,无污染等许多优点,具有广泛的 应用前景.我国在一些工业及民用领域己有应用,但还未普及.此仪器的设计就是为了
使学生了解这一先进技术,推广应用.
2基本结构
演示仪主体主要由加热块,半导体制冷片和散热块组成,结构简图如图所示.半导
体
制冷片和散热块之间必须接触良好.
另外附有直流稳压电源,机箱,洒精灯,微型直流电机,温度计,白炽灯泡及灯座和支 架,叶轮及支架,多种连接件等附件(图略).
4基本操作
用热水或用酒精灯加热加热块(温度控制在120?内),然后轻轻放在半导体制冷片 上面,可产生实用电能.可驱动微型直流电机带动叶轮飞速转动,也可使白炽灯泡燃亮.
向半导体制冷片输入直流电能(电压控制在10V以内),可很快使半导体制冷片上表
面降温,可用手触摸感觉或用温度计观察温度的变化.也可使滴于半导体制冷片上表面
收稿日期:2004—03—17
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上的水滴快速降温或结冰等等.
由此基本演示,可扩展成演示热机,制冷机,热一律,温差电现象等演示内容. 5技术要求
半导体制冷片尺寸50×50×5mm,型号TEC1—12709(天津制冷器厂出品),最大输入
电压直流15\,电流直流9A(理想散热情况下).白炽灯泡压直流2.5V,电流0.3A.微型 直流电机工作电压3V.
6注意事项
半导体制冷块
图1结构简图
温差发电时,加热块温度不能过高且要轻拿轻放,以免损坏半导体制冷片. 致冷时,输入电压不能太高(10V以内),电流约3A,且连续通电时间不能太长(3至5 分钟),待散热块温度降低再用.因夏天和冬天室温相差很大,应随时关注散热块温
度.
若用于长时间实验室实验,应将散热块放置于冷水容器中强制散热.
THERMOELECTRICITYPHENOMENONDEMONSTRATOR
FORPHYSICSTEACH1NG
YangYuguangPanXuefang
(TianjinIndustryUniversity,Tianjin.300160)
Abstract:Wedevel0pedthermoeleetricityphenomenondemonstratorforphysicsteachinhgdemonstrationoNthetheory
thatsemieonductorrefrigerationearlgenerateelectricityduetodifferenceintemperature,and咖refrigeration?
Keywords:semiconductor-refrigeration;Peltiereffect;demonstrationdevice ?-——
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