Wyniki
Podczas przeprowadzania pomiarów nastąpiły komplikacje uniemożliwiające wykonanie jakichkolwiek pomiarów. Program komputerowy który miał służyć do wykonania pomiarów nie chciał skalibrować pomiaru temperatury wewnątrz struktury krzemowej. Po wpisaniu wartość zadanej przez
prowadzącego temperatura wynosiła ok. 400°C, po wpisaniu 10 krotnie mniejszej wartości temperatura osiągnęła wartość ok. 40°C lecz ciągle następowały duże wahania. Drugi zespół miał identyczne problemy. Na polecenie prowadzącego opracowanie będzie składało się z teoretycznego opracowania tematu „Rezystancja termiczna tranzystorów mocy” i moduły Peltiera.
Układ do pomiaru rezystancji termicznej
Opracowanie tematu „Rezystancja termiczna tranzystorów mocy” znajduje się w załączonym konspekcie.
MODUŁY PELTIERA Budowa
Ogniwo Peltiera jest elementem półprzewodnikowym zbudowanym z dwóch bardzo cienkich płytek (ceramika tlenków glinu), pomiędzy którymi znajdują się – dzięki miedzianym ścieżkom na wewnętrznych powierzchniach płytek obudowy ceramicznej – szeregowo ułożone
półprzewodniki (naprzemiennie typ p i n) – wykonane z tellurku bizmutu domieszkowanego antymonem i selenem.
Działanie
W strukturze półprzewodnika p brakuje elektronów aby w pełni "obsadzić" górny poziom energetyczny. Natomiast w półprzewodniku n występuje nadmiar elektronów. W momencie przepływu prądu (elektrony płyną od półprzewodnika typu n do p) elektrony stają się ładunkami nadmiarowymi, więc muszą zwiększyć swoją energię kosztem energii cieplnej z otoczenia. Kiedy prąd płynie w odwrotnym kierunku elektrony spadają na niższy poziom energetyczny, co powoduje wydzielenie ciepła, wobec czego jedna ze stron modułu może działać jako chłodnica, a druga nagrzewnica.
Ilość odprowadzonego ciepła zależna jest od natężenia płynącego prądu. Jednak przepływ prądu przez układ powoduje wydzielanie się ciepła w samym module (w wyniku oporu elektrycznego – ciepło Joule'a), tak więc zwiększając natężenie prądu, zwiększa się ilość transportowanego ciepła, a także ilość ciepła wydzielanego przez moduł, skutkiem czego jest zrównanie się ilości ciepła powstającego i ciepła transportowanego przy pewnym natężeniu (będzie to maksymalna wydajność modułu, a po "zimnej" stronie układu otrzymamy
najniższą możliwą temperaturę). Ciepło to trzeba jeszcze gdzieś odprowadzić, do czego może posłużyć radiator, radiator z wentylatorem lub chłodzenie wodą.
Zastosowanie
Moduł Peltiera czasami stosują osoby, które zajmują się zwiększaniem szybkości i wydajności komputera. Ideą ogniwa Peltiera w przetaktowywaniu jest schłodzenie podkręcanego
elementu komputera (może to być procesor, karta graficzna lub inna część komputera) do temperatur wahających się w przedziale od 0 °C do 20 °C, co pozwala znacznie zwiększyć możliwości komputera. W tym celu należy przyłożyć zimną stronę ogniwa do procesora, a
ciepłą – do właściwego chłodzenia (np. wentylator, bloku wodnego itp.). Trzeba pamiętać o zaizolowaniu płyty głównej przed skraplaniem się wody (poprzez fizyczne odizolowanie lub zamontowanie układu z sensorem punktu rosy) oraz o wydajnym chłodzeniu, ponieważ z ogniwa trzeba odprowadzić dwa razy więcej ciepła, niż z samego procesora. Należy również uważać na to, czy schładzany element nie zostaje schłodzony w pewnych okresach działania do zbyt niskiej temperatury (przykładowo gdy procesor nie jest obciążony) – może to bowiem spowodować uszkodzenie schładzanego elementu.
Przykładowe parametry modułu Peltiera TM127-34 (cena ok. 50 zł)
Dane zaczerpnięte z : http://www.cyfronika.com.pl/peltier.htm.
