تعريف :
يمكن تعريف خلية تأثير بلتير على أنها لوحة خزفية. ينتج عن ذلك سخونة وبرودة عند تمرير تيار كهربائي فيها. بحيث جانب واحد يمتص الطاقة الحرارة وبالتالي يبرد والجانب الآخر يسخن و يبدده هذه الحرارة.
باختصار البلتير قطعة قادرة على تبريد فرق في الحرارة ΔT
الشكل :
التكوين :
فيديو يشرح ماهي البلتير عمليا
مبدأ عمل البلتير :
يوضح الشكل أدناه الدائرة الكهربائية الحرارية الأساسية.
ترتبط مادتان موصلتان من طبيعة مختلفة a وb بواسطة تقاطعين عند X وW بتلحيم كهربائي. في حالة تأثير بلتير، يتم تطبيق تيار كهربائي I على الدائرة، على سبيل المثال عن طريق وضع مصدر للتيار الكهربائي بين Y وZ يؤدي ذلك إلى انتشار الحرارة Q عند أحد الوصلات وامتصاص الحرارة عند الوصلة الأخرى (يبرد) . يتم تعريف معامل بلتير المتعلق بزوج المواد a و b على أنه الطاقة الحرارية P المنبعثة أو الممتصة لكل وحدة من شدة التيار I. ويتم التعبير عنها بالفولت.
ثم يتم تعريف Πab بالعلاقة :
إذا كان التيار مفروضًا في الاتجاه Y → W → X → Z يؤدي إلى إطلاق الحرارة في W. ثم الامتصاص في X، ثم Πab موجب.
نظرية وحدة بلتير :
 |
يرتبط تأثير بلتير بنقل الإنتروبيا بواسطة حاملات الشحنة (الإلكترونات أو الفجوات) داخل المادة. لذا، عندما يكون في التركيب السابق (الدارة الكهربائية للبلتير) امتصاص للحرارة عند X وإطلاق عند W. تفقد الإلكترونات أو الفجوات الإنتروبيا عن طريق المرور من المادة b إلى المادة a عند W (وبالتالي يتم إطلاق الحرارة). وبشكل متبادل، فإنها تستعيد الإنتروبيا عن طريق المرور من المادة a إلى المادة b في X (وبالتالي يكون هناك امتصاص للحرارة). ونظرًا لوجود مبدأ حفظ الطاقة، فهو المبدأ الأول للديناميكا الحرارية.
يتم استخدام تأثير بلتير كتقنية تبريد. يتم استخدامه في المجالات التي تتطلب قدرًا كبيرًا من الدقة والموثوقية: البحث، الطب، الفضاء، الجيش، إلخ.
التأثير المتبادل لخلية بلتير: تأثير سيبيك
ويمكن ملاحظة أن الظاهرة المعاكسة موجودة: فرق درجة الحرارة بين الوصلتين W وX يمكن أن يحدث فرقًا في الجهد الكهربائي، وهذا هو تأثير سيبيك.
أظهر اللورد كلفن أن تأثير بلتير وسيبيك مرتبطان، وأن معامل بلتير يرتبط بمعامل سيبيك S بالعلاقة:
حيث T هي درجة الحرارة (بالكلفن) للوصلة .
يتيح التأثير المتبادل إحداث تيار كهربائي أثناء حركة الحرارة على هذه المجموعة. في الواقع، لا يحدث التوصيل الحراري بنفس السرعة بين الموصلين. ناقلات الشحنة هي ناقلات الطاقة الحرارية. حيث تتحرك بشكل أسرع في اتجاه واحد أكثر من الآخر. وهذا بالتالي يؤدي إلى فرق شحن كافٍ لتزويد تيار كهربائي. هذا يجعل من الممكن صنع بطارية كهربائية تعمل بمصدر حراري (توليد الطاقة بالحرارة). حتى لو كانت ضعيفة جدًا (مثل حرارة جسم الإنسان)، فيمكن للكمون المتولد اضاءة مجموعة مصابيح LED.
احجام واشكال البلتير :
اشهر تطبيقات البلتير :
للبلتير تطبيقات عديدة جدا اشهرها المجمد المحمول Electric Cooler
او ماكنات صنع المثلجات الصغيرة وحتى التبريد في الحواسيب
المصدر ويكيبيديا بتصرّف
اترك تعليق