Technische Einführung
Das Peltier-Element ist eigentlich ein "alter Hut". Um 1821 bereits beobachtete der deutsche Forscher Thomas Johann Seebeck den Effekt, dass sich ein magnetisches Feld aufbaut und eine thermische Spannung messbar wird indem man zwei unterschiedliche metallische Leiter unter Strom setzt (Der Physik-Experte möge die Laienhafte Formulierung bitte entschuldigen).
Der eigentliche Entdecker des sog. Peltier-Effekts war - nomen est omen - der Franzose Jean Charles Athanase Peltier, der erstmalig 1834 den Umkehrprozess des Seebeck-Phänomens erforschte. Er beobachtete, dass wenn er zwei stromführende Metalle zusammenbrachte, diese an den Kontaktstellen eine thermische Spannung verursachten. Der damaligen Technik war jedoch kein großer Erfolg beschienen - die Temperaturdifferenzen waren einfach zu gering.
Ein heutiges Peltier-Element basiert zwar auf den gleichen physkalischen Voraussetzungen, ist aber dank der Halbleitertechnologie in der Effizienz um ein tausendfaches den alten Versuchsaufbauten des Herrn Peltier und seiner Nachfolger überlegen.
schematischer Schnitt durch ein heutiges Peltier-Element
Eigentlich auch nicht schwer zu verstehen (ich werde es mal "einfach" erklären) :
Wenn man zwei metallische Leiter (Tellur u.ä.) mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften aneinanderhebt und Strom nun von Metall 2 nach Metall 1 fliesst und wieder von Metall 1 nach Metall 2 zurück, dann wird der Peltier-Effekt an beiden Kontaktstellen der Metalle zueinander hervorgerufen.
Dort, wo sich die Metallplatten berühren, lässt sich aufgrund der "Austrittsarbeit" der Elektronen eine thermische Differenz nachweisen. Oder auf gut Deutsch : Eine Seite wird verflixt heiss, die andere eiskalt.
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Ein Peltier wird auch oft als "Wärmepumpe" bezeichnet. Dies verdeutlicht nocheinmal den physikalischen Effekt : Die Wärme eines Körpers wird von einer Seite auf eine andere transportiert. Dadurch wird die Seite, auf der die Wärme mitgenommen ("abgepumpt") wird, kalt. Die andere Seite wird mit zusätzlicher Wärme "vollgepumpt" und wird dadurch heiss.
Wie gesagt, ich möchte hier keine physikalische Diplomarbeit darüber schreiben - es ging nur darum einmal verständlich dieses sehr komplexe Thema in den Hauptpunkten anzureissen. Für mehr Informationen sind im Internet detaillierte Beschreibungen und Definitionen nach Seebeck und Peltier über die gängigen Suchmaschinen zu erhalten.
Was bedeuten die technischen Daten bei den Peltierelementen?
I max:
maximale Stromaufnahme in Ampere, soviel sollte das angeaschlossenen Netzteil ohne Probleme bereitstellen können, auch wenn es nicht die maximale Betriebsspannung liefert
U max:
maximale Betriebsspannung in Volt, erst bei dieser Spannung kann das Peltierelement seine volle Leistung entfalten. Wird das Peltier mit weniger Spannung betrieben, sinkt die maximale Leistung entsprechend. Für die meisten Prozessoren ist auch ein Betrieb mit der normalen PC-Netzteilspannung von 12V vollkommen ausreichend, wenn das Peltierelement eine entsprechend hohe Leistung hat. Nachteile dieser Variante findet der Leser unter dem Punkt "Umsetzung" im TEC-Menü
Q max:
maximale Wärmeleistung in Watt, d.h. die reine Wärmepumpleistung. Die elektrische Leistungsaufnahme liegt höher als dieser Wert. Beachten Sie dazu auch die Ausführungen zur Leistung im weiteren Verlauf der Seite "Technik".
dT max:
maximaler Temperaturunterschied von der einen zur anderen Seite des Elementes in Kelvin (1 Kelvin entspricht hierbei 1°C, lediglich die Skala ist anders: 0K = - 273°C, 273K = 0°C usw.). Dieser Idealwert kann nur bei entsprechender Kühlung der heißen Seite erreicht werden und wird im Normalfall weit darunter liegen.