Cella di Peltier
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La cella di Peltier è un dispositivo termoelettronico costituito da molte giunzioni ad effetto Peltier in serie.
La cella di Peltier è fondamentalmente una pompa di calore a stato solido dall'aspetto di una piastrina sottile con una superficie da cui il calore è assorbito e una da cui il calore è emesso. La direzione in cui il calore viene trasferito dipende dal verso della corrente applicata.
[modifica] Struttura
Una comune cella Peltier è formata da due materiali semiconduttori drogati di tipo N e di tipo P, collegati tra loro da una lamella di rame. Se si applica al tipo N una tensione positiva e al tipo P una tensione negativa, vedremo che la lamella superiore si raffredderà, mentre quella inferiore si riscalderà. Invertendo la tensione lo spostamento di energia termica verrà altresì invertito. In commercio esistono celle Peltier isolate e celle Peltier non isolate: le prime sono rivestite sotto e sopra da materiale ceramico e garantiscono rendimenti maggiori delle seconde.
[modifica] Alimentazione
Dovendo produrre lavoro per trasferire calore contro il secondo principio della termodinamica, ovvero creare una differenza di temperatura, le celle Peltier assorbono necessariamente un gran quantitativo di corrente elettrica. Una cella di dimensioni 30×30×4 mm da 25 W, presenta una caduta di tensione ai suoi capi di 8.5 V e assorbe 4,5 A. Inoltre, a causa della curva tensione/corrente presentata dalle giunzioni a semiconduttore, è preferibile alimentare il dispositivo in limitazione di corrente (corrente costante).
[modifica] Utilizzi
Le celle di Peltier sono usate laddove occorra raffreddare piccole quantità di materiale in modo rapido. Sono utilizzate per esempio per congelare campioni biologici, per raffreddare i sensori CCD di telescopi e termocamere e nei laser per mantenere stabile la temperatura di lavoro e alcune volte per raffreddare le cpu o gpu utilizzando una heatpipe per raffreddare il lato che si riscaldava della cella.
Sono anche l'elemento refrigerante utilizzato nei piccoli frigoriferi portatili da auto e da camper. Per i motivi accennati occorre utilizzare alimentatori idonei e di capacità di erogazione in corrente idonea alla cella che si intende utilizzare.
