熱電效應(yīng)是一個(gè)由溫差產(chǎn)生電壓的直接轉(zhuǎn)換，是指當(dāng)受熱物體中的電子，隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生電流現(xiàn)象，且反之亦然，當(dāng)通過(guò)直流電時(shí)，具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的材料可產(chǎn)生致冷功能，稱之為熱電致冷。這種效應(yīng)可以用來(lái)產(chǎn)生電能，用于測(cè)量溫度、冷卻或加熱物體。熱測(cè)試中最關(guān)鍵的測(cè)試工具——熱電偶的測(cè)溫原理就是熱電效應(yīng)。
熱電現(xiàn)象是1823年由德國(guó)物理學(xué)家Seebeck發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)他將指南針?lè)胖迷谟蓛煞N不同金屬相接合成的線路上，同時(shí)在其中的一端接點(diǎn)處以烤爐加熱，而見(jiàn)到指針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。反過(guò)來(lái)，當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同導(dǎo)電材料所構(gòu)成的回路時(shí)，接點(diǎn)上將產(chǎn)生吸熱或放熱的現(xiàn)象，是后來(lái)由法國(guó)人Peltier在1834年發(fā)現(xiàn)，這個(gè)現(xiàn)象稱Peltier效應(yīng)，也是TEC的工作原理。
從散熱設(shè)計(jì)的角度看，半導(dǎo)體制冷片作為一種特殊的冷卻裝置，在技術(shù)應(yīng)用上具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：
1、不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒(méi)有污染源和旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，工作時(shí)沒(méi)有震動(dòng)、噪音、壽命長(zhǎng)，安裝容易。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部件少，維修方便；
2、半導(dǎo)體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個(gè)片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，在那些使用環(huán)境溫度變化范圍很大（有時(shí)需要冷卻，有時(shí)又需要加熱的工況下）的設(shè)備中，有特殊的優(yōu)勢(shì)；
3、半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，通過(guò)輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測(cè)和控制手段，很容易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計(jì)算機(jī)控制，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)；
4、半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差；
5、熱電效應(yīng)具有制冷功能，可以將熱源溫度控制到環(huán)境溫度以下，這是常規(guī)的風(fēng)冷、自然冷卻甚至液冷無(wú)法做到的。
缺點(diǎn)：
- 制冷溫度與環(huán)境溫度有關(guān)；
- 熱電制冷器本身并不具備冷卻能力，僅僅是耗費(fèi)電量，營(yíng)造溫差。從能量守恒角度來(lái)看，熱電制冷器最終仍會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的能耗和熱耗。對(duì)于整體結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)限定的設(shè)備，其價(jià)值有限。
一個(gè)不可忽略的事實(shí)是，熱電效應(yīng)使得另外一側(cè)溫度加高，這樣高溫面與環(huán)境之間的溫差被加大，熱量傳輸動(dòng)力更大。某些情境下，予以引導(dǎo)，也可能給電子產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)帶來(lái)新的思路。
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