Cálculo de la distribución de temperatura de electrones y fonones en enfriamiento termoeléctrico

 

F.A. Serrano*, G.N. Logvinov^†

 

Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación. ESIME Culhuacán Av. Santa Ana 1000, C.P. 04430, D.F., México. *fasonet@hotmail.com.

 

Recibido: 24 de septiembre de 2009.
Aceptado: 8 de enero de 2010.

 

Resumen

Hoy en día los dispositivos de enfriamiento tienen un papel muy importante en la vida diaria debido a varios factores que los hacen útiles y necesarios, por citar algunos de ellos podemos decir que se utilizan para conservar alimentos y medicinas, por otra parte para nuestro interés, en el área de la microelectrónica es necesario el enfriamiento ya que los dispositivos electrónicos deben trabajar en condiciones óptimas de temperatura. Por tal motivo hay que desarrollar teorías que ayuden a comprender los fenómenos termoeléctricos y tener un profundo conocimiento de la parte teórica (conocida como ciencia básica) o principios físicos que rigen el fenómeno termoeléctrico. En este trabajo se desarrolla el estudio del modelo de dos temperaturas (electrones y fonones), que toma como base el efecto Peltier, se emplean las ecuaciones de balance de energía y de calor de los subsistemas de fonones y electrones así como las condiciones frontera a ellas para que de esta forma se obtenga la distribución de temperatura de electrones y fonones en una aproximación linear.

Palabras clave: Efecto peltier; Fenómeno termoeléctrico; Modelo de dos temperaturas.

 

Abstract

Nowadays the cooling devices have a very important role in the daily life due to various factors that make them useful and necessary, to mention some of them we can say that they are used to conserve foods and medicines, on the other hand for our interest, in the area of the microelectronics the cooling is necessary because the electronic devices should work under good conditions of temperature. For this reason we have to develop theories that help us to understand the thermoelectric phenomena and to reach a deep knowledge of the theoretical (well–known as basic science) part or physical principles that govern the thermoelectric phenomena. In this work, a study of the two temperatures model (electrons and phonons) is carried out. Considering the effect Peltier, the equations of energy balance and heat for the phonons and electrons subsystems, together with the appropriate boundary conditions, are used to calculate the temperature distributions for electrons and phonons within the lineal approach.

Keywords: Peltier effect; Thermoelectric phenomenon; Two temperatures model.

 

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Referencias

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Nota

^† In memoriam.