熱電效應是一個由溫差產(chǎn)生電壓的直接轉(zhuǎn)換，是指當受熱物體中的電子，隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動時，產(chǎn)生電流現(xiàn)象，且反之亦然，當通過直流電時，具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的材料可產(chǎn)生致冷功能，稱之為熱電致冷。這種效應可以用來產(chǎn)生電能，用于測量溫度、冷卻或加熱物體。熱測試中最關鍵的測試工具——熱電偶的測溫原理就是熱電效應。
熱電現(xiàn)象是1823年由德國物理學家Seebeck發(fā)現(xiàn)。當時他將指南針放置在由兩種不同金屬相接合成的線路上，同時在其中的一端接點處以烤爐加熱，而見到指針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。反過來，當直流電通過兩種不同導電材料所構成的回路時，接點上將產(chǎn)生吸熱或放熱的現(xiàn)象，是后來由法國人Peltier在1834年發(fā)現(xiàn)，這個現(xiàn)象稱Peltier效應，也是TEC的工作原理。
從散熱設計的角度看，半導體制冷片作為一種特殊的冷卻裝置，在技術應用上具有以下的優(yōu)點和特點：
1、不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源和旋轉(zhuǎn)部件，不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易。結(jié)構簡單，部件少，維修方便；
2、半導體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大于1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，在那些使用環(huán)境溫度變化范圍很大（有時需要冷卻，有時又需要加熱的工況下）的設備中，有特殊的優(yōu)勢；
3、半導體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現(xiàn)遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統(tǒng)；
4、半導體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差；
5、熱電效應具有制冷功能，可以將熱源溫度控制到環(huán)境溫度以下，這是常規(guī)的風冷、自然冷卻甚至液冷無法做到的。
缺點：
- 制冷溫度與環(huán)境溫度有關；
- 熱電制冷器本身并不具備冷卻能力，僅僅是耗費電量，營造溫差。從能量守恒角度來看，熱電制冷器最終仍會增加整個系統(tǒng)的能耗和熱耗。對于整體結(jié)構尺寸已經(jīng)限定的設備，其價值有限。
一個不可忽略的事實是，熱電效應使得另外一側(cè)溫度加高，這樣高溫面與環(huán)境之間的溫差被加大，熱量傳輸動力更大。某些情境下，予以引導，也可能給電子產(chǎn)品的熱設計帶來新的思路。
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