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Practicas sobre el efecto Peltier...

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EFECTO PELTIER El efecto Peltier consiste en la producción de calor en la unión entre dos metales distintos al pasar por ellos una corriente eléctrica. Podría decirse que es el fenómeno complementario al efecto Seebeck, y de hecho utilizaremos el mismo montaje que en ese experimento, pero conectando el módulo termoeléctrico a una fuente de corriente continua (C.C.) que proporcionará la electricidad necesaria para que en una cubeta la temperatura aumente y en laotra disminuya. Además se mantendrá la resistencia calentadora en funcionamiento para evitar la posible congelación del agua de las cubetas. De esta manera, el calor producido por efecto Peltier será proporcional a la intensidad inroducida, y tendrá esta forma: Qp=πI donde Qp es el calor producido por efecto Peltier, I es la intensidad y π el factor de proporcionalidad, llamado coeficiente Peltier, el cual deberemos calcular. Balance energético: Partimos de la ecuación energética del experimento anterior: dT2 dQ Vc2 mCp------ = ------- = ------ - λ(T1-T2) dt dt Rc Ahora hemos de añadir 2 factores más: el calor procedente del efecto Peltier (Q p) y el calor producido por efecto Joule en el módulo termoeléctrico, y que viene dado por la expresión 1 V2 --- ------2 Rint donde Rint es la resistencia interna del módulo, calculada en el experimento anterior, y V el voltaje introducido en el módulo termoeléctrico (la razón de que este calor esté dividido por dos es que, al considerar el módulo como un plano, el calor que registraremos será sólo el de una cara, lo que corresponde a la mitad de la emisión). Ahora la expresión anterior queda así: dT2 Vc2 1 V2 mCp------ = ------ - λ(T1-T2) - Qp + --- ------2 dt Rc 2 Rint Parar facilitar las cosas, dejaremos constante T1, y dejaremos que T2 se estabilice, anotando su temperatura cada cierto tiempo (ver las gráficas correspondientes a este proceso). De esta manera, el primer término de la ecuación anterior será nulo, y podremos expresar Qp de la siguiente forma: Vc2 1 V2 Qp=------ - λ(T1-T2) + --- -----Rc 2 Rint λ es conocida, así como Vc2, Rc, V2, Rint y (T1-T2). La intensidad I se obtiene midiendo el

voltaje V que circula por el módulo termoeléctrico y dividiéndola por la resistencia interna del módulo, que es conocida. Los valores obtenidos para estos datos han sido los siguientes V2 (voltaje al cuadrado)

Qp(calor Peltier)

I(intensidad)

9.12±0.06

6.1±0.6

3e-3±1e-3

38.81±0.12

17.3±1.9

6.2e-3±1e-3

85.56±0.20

20.7±1.6

9.3e-3±1e-3

148.84±0.25

32.7±2.5

12.2e-3±1e-3

Haciendo el ajuste correspondiente (ver gráfica correspondiente), se obtiene un valor para π de 8.14 joules/amperio, es decir, por cada amperio de corriente que pasa por el módulo termoeléctrico se produce una cantidad de calor de 8.14 joules....