3. Rendement d'un dispositif thermoélectrique
• Conditions d'équilibre aux soudures froides d'un couple thermoélectrique
L'expression de l'échange de chaleur dQ par effet Peltier, en fonction du courant dI qui parcourt le circuit, est :
Soit maintenant un circuit constitué de deux bras de matériaux thermoélectriques 1 et 2 convenablement choisis (α1 et α2 de signe contraire), les bras étant réunis par une connexion métallique de cuivre.
Les phénomènes thermiques qui interviennent sont les échanges de chaleur avec l'extérieur, l'effet Joule, l'effet Peltier et la conductivité thermique.
L'écriture des conditions d'équilibre permet de trouver la relation entre la température froide TF qui peut être atteinte, en fonction de Q, quantité de chaleur empruntée au milieu extérieur par les soudures froides, lorsque la température chaude TC est maintenue constante :
Dans le cas, non plus de 1, mais de n couples en parallèle thermique, l'équation précédente reste valable à condition que Q soit remplacé par Q/n.
La température la plus froide qu'il soit possible d'obtenir est atteinte lorsque simultanément :
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