מתאים לחיישן לחץ אטלס P165-5183 B1203-072

השפעה תרמו -אלקטרונית של חיישן

לחומרים מוליכים למחצה יש פוטנציאל תרמו -אלקטרוני גבוה וניתן להשתמש בהן בהצלחה לייצור מקררים תרמו -אלקטרוניים קטנים. איור 1 מציג אלמנט קירור של צמד תרמי המורכב ממוליך למחצה מסוג N ומוליך למחצה מסוג P. מוליכים למחצה מסוג N ומוליכים למחצה מסוג P מחוברים לולאה על ידי צלחות נחושת וחוטי נחושת, ולוחות הנחושת וחוטי הנחושת ממלאים רק תפקיד מוליך. בשלב זה מגע אחד מתחמם ומגע אחד הופך לקר. אם הכיוון הנוכחי מתהפך, הפעולה הקרה והחמה בצומת היא הדדית.

הפלט של מקרר תרמו-אלקטרוני הוא בדרך כלל קטן מאוד, ולכן הוא אינו מתאים לשימוש בקנה מידה גדול וקנה מידה גדול. עם זאת, בגלל הגמישות החזקה, הפשטות והנוחות שלו, הוא מתאים מאוד לשדה התפרקות מיקרו או למקומות קרים עם דרישות מיוחדות.

הבסיס התיאורטי של קירור תרמו -אלקטרוני הוא האפקט התרמו -אלקטרוני של מוצק. כאשר אין שדה מגנטי חיצוני, הוא כולל חמש אפקטים, כלומר הולכת חום, אובדן חום של ג'ול, אפקט Seebeck, אפקט Peltire ואפקט תומסון.

מזגנים ומקררים כלליים משתמשים בכלוריד פלואוריד כמקרר, הגורם להשמיד את שכבת האוזון. מקררים נטולי קירור (מזגנים) הם אפוא גורם חשוב להגנת הסביבה. בעזרת האפקט התרמו-אלקטרוני של מוליכים למחצה, ניתן ליצור מקרר נטול קירור.

שיטת ייצור חשמל זו ממירה ישירות אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית, ויעילות ההמרה שלה מוגבלת על ידי יעילות קרנונית, החוק השני של התרמודינמיקה. כבר בשנת 1822, XIBE גילה זאת, כך שהאפקט התרמו -אלקטרוני נקרא גם SeeBeckeffect.

זה לא קשור רק לטמפרטורה של שני הצמתים, אלא גם לתכונות של המוליכים המשמשים. היתרון של שיטת ייצור חשמל זו הוא שאין לה חלקים מכניים מסתובבים ולא ילבשו, כך שניתן להשתמש בה למשך זמן רב. עם זאת, כדי להשיג יעילות גבוהה, יש צורך במקור חום עם טמפרטורה גבוהה, ולעיתים מספר שכבות של חומרים תרמו -אלקטרוניים הם מפל או מבוימים כדי להשיג יעילות גבוהה.