半导体制冷技术的发展与原理:
半导体制冷技术,又称为温差制冷或热电制冷,是一种利用电能转换为热能进行制冷的技术,其原理是基于帕尔帖效应。19世纪,法国科学家帕尔帖发现了电流通过两种不同导体的接点时会产生温度变化的现象。这一效应随后成为半导体制冷技术的理论基础。该技术从20世纪50年代末发展以来,因其独特的优点而获得了广泛的应用。
半导体制冷片的基本结构是由N型和P型半导体材料组成的PN结。当直流电流通过PN结时,会产生一个温差,即一端吸热变冷(冷端),另一端放热变热(热端),形成热电堆。这种制冷方式适用于特殊场合,如移动设备、航空航天等环境。
半导体制冷技术的国内外应用现状:
在国际上,半导体制冷技术已成功应用于汽车冰箱、医疗设备、军事装备等众多领域。例如,核潜艇的空调器、红外制导空对空导弹的红外探测器探头冷却器、宇航员及坦克乘员的空调服等。而在我国,20世纪60年代开始对半导体制冷技术进行了研究,并且成功生产出了性能良好的半导体制冷材料。随着经济的快速发展,半导体制冷技术的应用领域也在不断拓展。
半导体制冷冰箱的研制与实验:
文章中介绍了利用半导体制冷片研制小型电冰箱的实验。实验室通过使用泡沫材料作为箱体,选择了TECI12705B型号的半导体制冷片,该制冷片的尺寸为40mm×40mm×4mm,最大工作电流为5A,最高工作电压为12V,能产生最大68℃的温差。
实验中,制冷片的冷热两端通过导热剂与散热片粘合,利用自然空冷散热和强制空冷两种方式对制冷效果进行测试。结果显示,在使用风扇增强散热的情况下,冷端温度可以降低至零度以下,满足制冷要求。
文章还提到了车载冰箱的抗震性和便携性,说明了车载式冰箱适合旅游、车船等移动场景使用,并且市场上的车载冰箱容积大小不等。
作者王胜军在文章中介绍了自己的一些背景信息,他是电子科技大学的二年级本科生,在电子工程学院学习,这篇文章是在其课题型物理实验课程论文的基础上整理而成。