He leído que cuando los electrones entran desde el metal al tipo de semiconductor N, ganan energía térmica y enfrían ese lado y sucede lo contrario cuando dejan el semiconductor al conductor. ¿Por qué pasó esto? ¿Cómo ganan, retienen, transfieren y pierden los electrones esta energía térmica en este proceso?
Respuestas
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Lo que pasa es que los electrones necesidad de obtener energía para saltar la brecha de energía en el metal-semiconductor de unión.
Las bandas de valencia se muestra en el área sombreada. En los conductores de la conductancia de la banda y las bandas de valencia se superponen. En los semiconductores hay una brecha de energía entre la conductancia y la cenefa bandas, como se muestra en la figura. Una realización de electrones debe obtener energía, ya que las transiciones de la conductancia de la banda en el conductor de la conductancia de la banda en el semiconductor y hay que perder de energía viceversa. Esta energía es la energía térmica, por lo tanto la calefacción o la refrigeración. Un argumento similar se aplica para el tipo p de los semiconductores.
yang_bigarm
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Esto parece ser simplemente un efecto observable. Las mejores explicaciones son probablemente en ecuaciones matemáticas, pero la más sencilla fraseo que pude encontrar fue que:
"El efecto Peltier es causada por el hecho de que una corriente eléctrica es acompañado por un calor de la corriente en un conductor homogéneo incluso en a temperatura constante. La magnitud de este calor de la corriente está dada por \$\Pi \cdot I\$"
(Pi veces al día), donde el \$\Pi\$ es el peltier/coeficiente de seebeck de ese material.
Este coeficiente puede ser positivo o negativo y, como resultado, los materiales pueden ser emparejados y se alternan en un zig zag para producir una favorable eléctrica de la serie arreglo a lo largo de un paralelo térmica disposición.
He sido incapaz de encontrar nada relacionado con el mecanismo exacto (que para mí tiene sentido que los electrones podrían llevar a la energía térmica en la dirección que están fluyendo, pero me gustaría saber por qué la energía térmica que fluye contra el flujo actual de material). Podría ser un efecto de la barrera de las regiones de los materiales, como algunos de los otros trabajos parecen sugerir, con los electrones de aceptar una transferencia de energía térmica con el fin de cruzar la barrera entre los distintos materiales. Esto parece dar mejor cuenta de la negativa de los coeficientes. Creo que usted debería considerar la posibilidad de migrar a esta pregunta a la física de intercambio de la pila, ya que pueden ser capaces de proporcionar un análisis más en profundidad del modelo.
GEOCHET
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Mejor pregunta es, ¿cómo los electrones llevar la energía térmica en cualquier metal?
Por otro lado, podríamos crudamente respuesta OP cuestión en términos de los semiconductores física detrás de los LEDs y las células FOTOVOLTAICAS. En los LEDs, si un errante electrón cae en un agujero, ambos portadores de cancelar, y esto libera la energía, las ondas electromagnéticas (fotones) o de celosía de vibraciones (fonones.) Lo contrario también es cierto, en donde el enrejado de las vibraciones u ondas EM puede ser absorbida, la elevación de un portador a otro de mayor energía de la banda y la producción de un electrón-hueco par.
La caliente-unión de un dispositivo Peltier es como un "LED para fonones," emitiendo la energía como los portadores de la cruz a un cruce y se caen de la energía de la colina (la incorporada en el cruce de potencial) que correspondan a una menor energía de la banda. La unión fría es opuesto, en que las compañías pueden cruzar la energía-hill, pero sólo si ellos al azar absorber el ambiente de la energía y de lugar a una mayor energía de la banda. No olvides que Peltier matrices de involucrar a Nonrectifying Uniones, donde no agotamiento de la zona es el bloqueo de la inversa de corrientes.
No ordinarias de los diodos de la exhibición de estos efectos? Yep. Pero cualquier emisión térmica en el PN de unión es exactamente contrarrestado por las térmicas de absorción en el metal-N y P-conexiones de metal, donde el diodo de metal que conectan a los semiconductores. Si te has hecho de una pulgada de largo diodo de germanio con un pn de unión en el centro, se debe notar que cuando la unión se calienta, los contactos de metal tanto se convierten en frío. Y no hay diodo es necesario: su unión podría haber sido (++p)-de metal-(- n).
