Peltier-element

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een Peltier-element (Peltier-Seebeck of passief thermo-elektrisch element) is een elektrische component die gebruikt kan worden om warmte te verplaatsen van een koude naar een warme plek of om een elektrische stroom op te wekken uit een temperatuurverschil. Het is puur een elektrische warmtepomp, vernoemd naar het Peltier-effect en het Seebeck-effect die beide met dat element opgewekt kunnen worden.

Peltier effect circuit.png

Het Peltier-Seebeck-element is gebaseerd op het Peltier-effect, zo genoemd naar zijn ontdekker Jean Peltier. Deze ontdekte in 1834 dat wanneer er een elektrische stroom vloeit door een grensvlak tussen twee verschillende metalen, er een warmte-effect optreedt: warmte wordt getransporteerd van de overgang tussen metalen A en B naar de overgang tussen metalen B en A. En op het Seebeck-effect ontdekt in 1821 en genoemd naar zijn ontdekker Thomas Seebeck.

Grafisch wordt het Peltier effect weergegeven in figuur 1: een stroombron stuurt een stroom I door een metalen geleider die gemaakt is van metaal B. Op de peltier-overgang T2 tussen metaal B en metaal A wordt warmte uit de omgeving opgenomen. Op de overgang T1 tussen metaal A en metaal B wordt deze warmte weer afgegeven. Aldus is een warmtepomp gerealiseerd zonder bewegende delen of vloeistoffen. Deze is daardoor zeer onderhoudsarm en in principe volkomen trillingsvrij. Deze voordelen wegen in sommige speciale toepassingen op tegen het grote nadeel van een Peltier-element als warmtepomp: zijn geringe rendement.

Een aaneenschakeling van eenheden kan praktisch als koel- of verwarmingselement toegepast worden

Het rendement van een Peltier-Seebeck-element is afhankelijk van de combinatie van de gebruikte metalen. Hoewel in beginsel elke combinatie van twee verschillende metalen gebruikt kan worden, is het effect bij bepaalde combinaties veel groter dan bij andere. Het Peltier-effect werkt overigens ook bij een overgang tussen twee verschillende halfgeleiders (preciezer: een N-gedoteerde halfgeleider en een P-gedoteerde halfgeleider), maar aangezien deze nog niet waren ontdekt ten tijde van de ontdekking van het Peltier-effect zelf, heeft Jean Peltier hier nooit weet van gehad.

Qua effect is een Peltier-Seebeck-element het omgekeerde van een thermokoppel: hierbij wordt een temperatuurverschil over een overgang tussen verschillende metalen omgezet in een elektrische spanning door gebruik te maken van het Seebeck effect.