Пельтье эффектісі

Тә жірибенің кө рсетуі бойынша, ө ткізгіштің кө лемінде токтың бө ліп шығ атын Джоуль-Ленц жылуынан басқ а, ә ртү рлі ө ткізгіштердің тү йісуінде, егер бұ л ө ткізгіштер алғ ашында бірдей температурада тұ рса да, олардың тү йісу аймағ ында жылулық қ ұ былыстар болады. Бұ л тү йісуде ток жү рген кезде, токтың бағ ытына байланысты жылудың бө лінуі немесе жұ тылуы болады, тү йісу аймағ ы не қ ызады, не салқ ындайды. Бұ л қ ұ былыс Пельтье эффектісі деп аталынады.

Пельтье эффектісін 8 – суретте кө рсетілген тә жірибе арқ ылы демонстрациялауғ а болады. Мұ нда 1 жә не 2 – бір-бірімен жалғ асқ ан екі ә ртү рлі

8-сур.

ө ткізгіштерден жасалынғ ан ө зектер. Ө зектер шыны баллонның ішіне ауа кірмейтіндей тығ ыз орналастырылғ ан, ол баллон горизонталь Т тү тікшемен жалғ асқ ан жә не тү тікшенің ішіне су тамшысы ендірілген. Шыны баллон атмосферамен К краны арқ ылы жалғ астырылып немесе онан бө лініп тасталына алады, сө йтіп бұ л газ термометрі қ ызметін атқ арады. Ө ткізгіштердің жалғ асқ ан жері қ ызғ ан кезде баллонның ішіндегі қ ысым артып, су тамшысы оң ғ а қ арай ығ ысады; дә некерленген орын салқ ындағ ан кезде тамшы кері бағ ытқ а қ арай қ озғ алады. Тә жірибе ү шін сурьмадан (Sb) жә не висмуттан (Ві) жасалынғ ан ө зектер алғ ан қ олайлы. Токтың бағ ыты Sb-дан Ві-ге қ арай болғ анда дә некерленген орын қ ызады.

Дә некерленген орындағ ы Q_n шығ атын не жұ тылатын Пельтье жылуы, тү йісу ауданы арқ ылы ө тетін толық зарядтың q шамасына пропорционал

Q_n = П_q = ПIt

П коэффициенті жалғ асатын ө ткізгіштердің тегіне жә не температурасына тә уелді, оны Пельтье коэффициенті деп атайды.

Пельтье жылуының табиғ аты былай тү сіндіріледі. Ә рбір электрон ө зінің қ озғ алысында заряд қ ана тасымалдамай, ө зіне тә н энергия да тасымалдайды. Сондық тан электр тогы болғ ан кезде ө ткізгіште белгілі-бір энергия ағ ыны пайда болады. Бұ л мына жағ дайда да, ө ткізгіштің барлық нү ктелерінде температура бірдей жә не жылу ө ткізгіштіктік салдарынан энергия ағ ыны жоқ кезде де, пайда болады. Энергия ағ ыны электрондардың қ озғ алыс бағ ытымен сә йкес келеді, яғ ни ток тығ ыздығ ының бағ ытына қ арама-қ арсы.

Ө згермейтін ток тығ ыздығ ында ә ртү рлі ө ткізгіштерде энергия ағ ыны ә ртү рлі. Сондық тан, 1 ө ткізгіштегі тү йісу жазық тығ ына келетін энергия ағ ыны, 2 ө ткізгіштегі тү йісу жазық тығ ынан кететін энергия ағ ынына тең болмайды. Осы энергиялардың айырмашылығ ы Пельтье жылуы болады.