制冷器的热电制冷原理

　　1834年法国科学家珀尔帖发现：当电流通过两种不同导体的结点时，产生冷效应电流在导线中反向流动时，结点处产生热效应。珀尔帖并未认识到这一发现的实用价值，经过一个世纪，这一发现才成为一种新的制冷方法——热电制冷的基础。

　　在珀尔帖之前，用于讨论热电效应的电路克曾于1821年发现：对两种不同导体的结点加热时会产生电势。珀尔帖效应与塞贝克效应是彼此密切相关的。

　　1855年汤姆逊推测出第三种效应：电流通过有温度梯度的材料时，将吸收或放出热量，即汤姆逊效应，这一效应在以后得到了证实。

　　珀尔帖效应和塞贝克效应可用由导体和构成的电路，两种导体有两个连结点。当节点之间具有温差时，之间产生电势矿。矿与温差，之比值为一称为材料对的塞贝克系数，又称为材料对的温差电动势率。

　　材料对的塞贝克系数由一对材料产生，就是由两种不同材料的导体连结后产生的。若选定一种材料作为参考材料，且分别将导线和导线与该参考材料相连接，则测得的材料对的塞贝克系数，就是两导线材料与参考材料的塞贝克系数。若参考材料是低于转变温度的超导体，则导线与参考材料之间的材料对塞贝克系数，成为绝对塞贝克系数，或称为材料的绝对温差电动势率，用表示。导线与低于转变温度的超导材料之间的绝对塞贝克系数用。

　　若在上电源，电路中将通过电流，并使结点放出热量，结点B吸收热量。结点上的吸热率与电流的比值称为材料对的珀尔帖系数。绝对珀尔帖系数与材料对的珀尔帖系数间。

　　是温度梯度。当电流方向和温度梯度为正的方向相同时，材料吸收热量。

　　与珀尔帖效应产生的吸热率相比，汤姆逊效应产生的吸热率可忽略不计。

　　用金属材料制造的热电对，制冷量太小，无实用价值。直到发现了半导体后，情况才发生变化。科学家们发现，用半导体材料制成的热电对，具有高的塞贝克系数和珀尔帖系数，因而有可能用半导体材料制造热电制冷器。

　　近年来，热电制冷的理论和实践得到进一步发展，并建立了各种结构的热电制冷器，用于天文学、生物学、原子物理、农业、真空技术、考古学、电子学、医学以及其它科技领域中。主要用于小空间的低温车间降温，并可用于局部地区的冷却。这些要求是以往使用的一些制冷方法所不易经济地满足的，有时甚至是不可能满足的。