Efecto Peltier

El efecto Peltier es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1834 por Jean Peltier, 13 años después del descubrimiento de Seebeck.

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Descripción

Este efecto realiza la acción inversa al efecto Seebeck. Consiste en la creación de una diferencia térmica a partir de una diferencia de potencial eléctrico. Ocurre cuando una corriente pasa a través de dos metales diferentes o semiconductores (tipo-n y tipo-p) que están conectados entre sí en dos soldaduras (uniones Peltier). La corriente produce una transferencia de calor desde una unión hasta la otra. Una unión se enfría mientras que la otra se calienta. El efecto es utilizado para refrigeración termoeléctrica.

Descripción formal

Cuando se hace circular una corriente I a través del circuito, se desprende calor de la unión superior y es absorbido por la unión inferior. El calor de Peltier absorbido por la unión inferior por unidad de tiempo, $\dot{Q}$ es igual a:

$\dot{Q} = \Pi_\mathrm{AB} I = \left( \Pi_\mathrm{B} - \Pi_\mathrm{A} \right) I$

Donde Π es el coeficiente de Peltier Π_AB de la termopareja completa, y Π_A y Π_B son los coeficientes de cada material. El silicio tipo-p tiene un coeficiente Peltier positivo a temperaturas inferiores a 550 K, y el silicio tipo-n tiene un coeficiente Peltier negativo.

Los conductores intentan volver al equilibrio electrónico que existía antes de aplicar la corriente. Para ello absorben la energía de un foco y la desprenden en el otro. Las parejas individuales pueden ser conectadas en serie para incrementar el efecto.

La dirección de la transferencia de calor es controlada por la polaridad de la corriente. Al invertir la polaridad se cambia la dirección de la transferencia y, como consecuencia, la unión donde se desprendía calor lo absorberá y donde se absorbía el calor lo desprenderá.

Aplicaciones

Un refrigerador Peltier es una bomba térmica activa que transfiere calor desde una parte del dispositivo hacia la otra.

Los sistemas de enfriamiento de las cámaras CCD funcionan en base al Efecto Peltier.

Referencias

Besançon, Robert M. (1985). The Encyclopedia of Physics, Third Edition. Van Nostrand Reinhold Company. ISBN 0-442-25778-3.

(2006)

Rowe, D. M. Thermoelectrics Handbook:Macro to Nano. Taylor & Francis. ISBN 0-8493-2264-2.

Véase también

Enlaces externos

= 15 Descripción teórica y práctica de un termo-refrigerador
http://www.desi.iteso.mx/elec/instru/peltier.doc

Categoría: Termodinámica

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