Федеральное агентство по образованию РФ
Брянский государственный технический университет
Кафедра «Общая физика»
Курсовая работа
Эффект Пельтье и его применение
по дисциплине «Физика»
Студентка гр. 07-ЭУП 2
Шаповал Н.В.
Руководитель
асс. Краюшкина Е.Ю.
Брянск 2008
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ
1.1 Открытие эффекта Пельтье
1.2 Объяснение эффекта Пельтье
2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ПЕЛЬТЬЕ
2.1 Модули Пельтье
2.2 Особенности эксплуатации модулей Пельтье
2.3 Применение эффекта Пельтье
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Научная мысль обладает способностью опережать время. Открытия, сделанные ученными, позволяют будущим поколениям, руководствуясь ими, создавать улучшающие жизнь человека приборы и приспособления; находить новые способы защиты его здоровья и благополучия. И явление, открытое в 1834 году часовщиком Жаном-Шарлем Пельтье и названное позже «Эффектом Пельтье», не стало исключением. Поэтому эффект, имевший место в начале XIX века, актуален и сейчас.
Возможности его применения неограниченны. Множество лабораторий и исследовательских центров занимаются разработкой способов его применения, потому что открытие, сделанное французским ученым, позволяет сделать жизнь человека комфортной, красочной, а блага цивилизации – доступными широкому кругу потребителей.
В данной курсовой работе мы рассмотрим явление Пельтье и его применение.
1. ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ
1.1 Открытие эффекта Пельтье
Эффект Пельтье был открыт французом Жаном-Шарлем Пельтье в 1834 году. При проведении одного из экспериментов он пропускал электрический ток через полоску висмута, с подключенными к ней медными проводниками (рис. 1.1.). В ходе эксперимента он обнаружил, что одно соединение висмут-медь нагревается, другое – остывает.
Рис. 1.1 - Схема опыта для измерения тепла Пельтье
Сам Пельтье не понимал в полной степени сущность открытого им явления. Истинный смысл явления был позже объяснен в 1838г. Ленцем.
В своём опыте Ленц экспериментировал с каплей воды, помещённой на стыке двух проводников (висмута и сурьмы). При пропускании тока в одном направлении капля воды замерзала, а при изменении направления тока - таяла. Тем самым было установлено, что при прохождении тока через контакт двух проводников в одном направлении тепло выделяется, в другом - поглощается. Данное явление было названо эффектом Пельтье.
1.2 Объяснение эффекта Пельтье
Тепло Пельтье пропорционально силе тока и может быть выражено формулой:
Qп = П ·q
где q - заряд прошедший через контакт, П - так называемый коэффициент Пельтье, который зависит от природы контактирующих материалов и их температуры. Коэффициент Пельтье может быть выражен через коэффициент Томпсона:
П = T
где a - коэффициент Томпсона, Т – абсолютная температура.
Необходимо отметить, что коэффициент Пельтье находится в существенной зависимости от температуры. Некоторые значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов представлены в таблице 1.
Таблица 1
Значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов Железо-константан Медь-никель Свинец-константан T, К П, мВ T, К П, мВ T, К П, мВ 273 13,0 292 8,0 293 8,7 299 15,0 328 9,0 383 11,8 403 19,0 478 10,3 508 16,0 513 26,0 563 8,6 578 18,7 593 34,0 613 8,0 633 20,6 833 52,0 718 10,0 713 23,4
Величина выделяемого тепла Пельтье и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени его прохождения, поэтому Qп может быть выражено еще одной формулой:
dQп = П12ЧIЧdt.
Здесь П12=П1-П2 - коэффициент Пельтье для данного контакта, связанный с абсолютными коэффициентами Пельтье П1 и П2 контактирующих материалов. ............
