Was ist der Peltier-Effekt?

Der Peltier-Effekt war eine versehentliche Entdeckung, die Jean Charles Athanase Peltier machte, als er Elektrizität untersuchte. In einem Experiment, an das er sich für den Rest seines Lebens erinnern sollte, verband Peltier Kupferdraht und Wismutdraht und verband sie miteinander und dann mit einer Batterie. Als er die Batterie einschaltete, wurde eine der Verbindungsstellen der beiden Drähte heiß, während die andere kalt wurde. Wenn die Vergleichsstelle in eine isolierte Box gelegt wurde, wurde sie zu einem Kühlschrank mit niedrigem Wirkungsgrad.

Peltier wusste wahrscheinlich nicht, dass er einer der ersten Erfinder des Kühlschranks sein würde. Moderne Studenten werden Peltier oft als Physiker vorgestellt, könnten aber überrascht sein, dass er bis zu seiner Pensionierung aus dem Uhrengeschäft im Alter von 30 Jahren erst Physik studiert hat zur Physik gemacht waren immens.

Der Peltier-Effekt wird manchmal mit seiner Umkehrung, dem sogenannten Seebeck-Effekt, gekoppelt, und die beiden Effekte können mit einem dritten, dem Thomson-Effekt, in Verbindung gebracht werden. Zusammen sind die Peltier-, Seebeck- und Thomson-Effekte verschiedene Komponenten desselben wissenschaftlichen Prinzips. Im Wesentlichen zeigen sie, dass Elektrizität an der Verbindung zweier verschiedener miteinander verbundener Metalle einen Wärmeunterschied verursachen kann.

Dieser Effekt wurde aus dem gleichen Grund durch andere Heiz- oder Kühlmethoden ersetzt, aus dem er anfangs populär wurde: Der Prozess und die Nutzung des Effekts sind zwar einfach, aber auch ineffizient. Der Peltier-Effekt leitet ziemlich viel Wärme ab; Daher bedeutet die praktische Anwendung, einen Weg zu finden, mit diesem Überschuss umzugehen. Einen Lüfter in den Kühler zu stellen, um die Wärme abzuleiten, ist ein beliebtes Mittel, um es praktischer zu machen, aber dies kann auch eine teure Lösung sein.

Ein Peltier-Element hat neben der Ineffizienz eine Reihe von Nachteilen. Es verbraucht viel Strom und erzeugt viel mehr Wärme als es transportiert, was leicht zu Überhitzung führen kann, wenn die zusätzliche Wärme nicht kompensiert wird. Kondensation ist ein weiteres potenziell gefährliches Problem, das auftritt, wenn Komponenten zu stark gekühlt werden. Dies kann zu einem Kurzschluss zwischen den Elementen führen, was im Umgang mit Elektronik nie gut ist.

Abgesehen von allen negativen Aspekten hat der Peltier-Effekt viel technologisches Potenzial. Es ist sehr zuverlässig, und da es keine beweglichen Teile hat, muss es selten gewartet werden. Im Gegensatz zu anderen Arten von Kühlsystemen ist die Peltier-Methode leicht zu transportieren und kostengünstig. Natürlich kannte Jean Peltier die wahre Zukunft der Physik hinter seiner Entdeckung nicht und machte sich wahrscheinlich nicht so viele Gedanken wie seine anderen Interessen. Für den Rest seines Lebens studierte er andere physikalische Phänomene, darunter den Siedepunkt von Wasser in großer Höhe und atmosphärische Elektrizität.