टीईसी कैसे काम करता है इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए पहले इसकी आंतरिक संरचना पर एक नज़र डालें। टीईसी का मूल अर्धचालक थर्मोकपल (अनाज) है, जिसे आम तौर पर पी-प्रकार और एन-प्रकार में विभाजित किया जाता है।
जब प्रत्यक्ष धारा थर्मोकपल से होकर गुजरती है, तो पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक अनाज (पी-प्रकार (बोरॉन जैसे त्रिसंयोजक तत्वों से डोपित, जिसमें छेद होते हैं) छिद्रों के माध्यम से बिजली का संचालन करते हैं और सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं; एन-प्रकार की एक जोड़ी (फॉस्फोरस जैसे पेंटावेलेंट तत्वों से डोपित) जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिजली का संचालन करती है और नकारात्मक रूप से चार्ज होती है।
ठंडे छोर पर, वाहक निम्न ऊर्जा स्तर से उच्चतर स्तर की ओर छलांग लगाएंगे। ऊर्जा स्तर संक्रमण प्रक्रिया के दौरान, गर्मी अवशोषित होती है, जिससे शीतलन प्रभाव प्राप्त होता है। इस बीच, जब गर्म सिरे पर वाहक पुनः संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा निकलती है, जिसके परिणामस्वरूप एक ऊष्माक्षेपी घटना होती है। यदि विपरीत दिशा में प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित की जाए तो शीतलन प्रभाव ताप में परिवर्तित हो जाएगा।
पीएन जंक्शन, प्रवाहकीय परत के माध्यम से, एक थर्मोकपल बनाता है और टीईसी का मुख्य संरचनात्मक घटक है। थर्मोकपल की एक जोड़ी भी चालू होने के बाद शीतलन या हीटिंग के कार्यों को प्राप्त कर सकती है।
थर्मोकपल के दोनों सिरों पर थर्मल कंडक्टर जोड़े जाते हैं जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है: एक पूर्ण टीईसी बनता है। जब टीईसी संचालित होता है, तो ऊपरी सतह गर्मी को अवशोषित करेगी, जिसे ठंडा अंत कहा जाता है, और अवशोषित गर्मी Q0 है। निचली सतह गर्मी छोड़ती है और इसे गर्म सतह कहा जाता है, जिससे निकलने वाली गर्मी Q1 होती है ； Q1= Q0+Qtec
ऊष्मा अवशोषण और ऊष्मा विमोचन के कारण ऊपरी और निचली सतहों के बीच तापमान का अंतर ΔT，ΔT=T1-T0 है
दैनिक उपयोग में, टीईसी आमतौर पर पीएन जंक्शनों के कई जोड़े से बना होता है। अधिक शीतलन क्षमता या तापमान अंतर प्राप्त करने के लिए।
लेख पढ़ने के बाद, ब्लैकबोर्ड पर फिर से ध्यान देने का समय आ गया है:
प्रश्न: ठंडे सिरे पर अवशोषित ऊष्मा Qc और गर्म सिरे पर छोड़ी गई ऊष्मा Qt के बीच क्या संबंध है?
ए: क्यूसी=क्यूटी-क्यूटेक।
प्रश्न: ठंडे और गर्म सिरे क्रमशः ऊष्मा को अवशोषित और मुक्त क्यों करते हैं?
उत्तर: ठंडे छोर पर, वाहक निम्न ऊर्जा स्तर से उच्चतर स्तर की ओर छलांग लगाएंगे। ऊर्जा स्तर संक्रमण की प्रक्रिया गर्मी को अवशोषित करती है, जिससे शीतलन प्रभाव प्राप्त होता है। इस बीच, जब गर्म सिरे पर वाहक पुनः संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा छोड़ते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक ऊष्माक्षेपी घटना होती है।
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