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私立東南技術學院機械工程系專題報告~車用冰熱保溫箱指導老師:陳之維學生:呂孟霖852155涂景煥852083陳漢銘852055中華民國89年11月23日1摘要致冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，隨著近代的半導體發展才有實際的應用，也就是致冷器的發明。其工作原理是由直流電源提供了電子流所需的能量，通上電源後，電子負極(-)出發，首先經過P型半導體，於此吸熱量，到了N型半導體，又將熱量放出，每經過一個NP模組，就有熱量由一邊被送到令外一邊造成溫差而形成冷熱端。冷熱端分別由兩片陶瓷片所構成，冷端要接熱源，也就是欲冷卻之。在以往致冷器是運用在CPU，是利用冷端面來冷卻CPU，而熱端面散出的熱量則必需靠風扇來排出。在本實驗也運用致冷器來做成車用冷/熱保溫箱，冷的方面可以冰冷飲，熱的方面可以保溫熱的東西。2目錄摘要…………………………………………………………………1工作執掌……………………………………………………………2壹、前言一、研究動機…………………………………………………….3二、研究目的…………………………………………………….3貳、相關理論與文獻探討一、致冷器的歷史………………………………………….…..4二、致冷器的結構與原理……………………………………….5三、N型半導體………………………………………………….5四、P型半導體………………………………………………….6五、P-N結合……………………………….……………………7六、順向偏壓…………………………………………………….9七、逆向偏壓………….………………………………………..10八、崩潰(Breakdown)………………………………………..11九、二極體之V-1（電壓-電流）特性………………………..11十、二極體的規格………………………………………………14十一、致冷器作工的原理以及運用實例…………..…………14十二、熱能轉換…………………………………………..……153十三、水冷系統…………………………………………………16參、研究方法一、車用電冰熱保溫箱(氣冷式)…………………………...…..17二、車用電冰熱保溫箱(水冷式)…………………………...…..20肆、研究結果一、實驗數據………………………………………………………23二、結論……………………………………………………………25伍、心得感想……………………………………………………………28陸、參考文獻…………………………………………..………………29柒、附錄1、2……………………………………….………….….……314工作執掌這一份專題報告是由三人分工而完成的，其工作執掌如下所示:呂孟霖:書面報告總編輯、資料收集及撰寫、材料購買、製作成品、成品測試實驗。涂景煥:資料收集及撰寫、投影片製作、裝訂印製書面報告、材料購買、參與實驗。陳漢銘:資料收集及撰寫、看板製作、材料購買、參與實驗。5壹、前言致冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，於1960左右才出現，然而其理論基礎Peltiereffect可追溯到19世紀。這現象最早是在1821年，由一位德國科學家ThomasSeeback首先發現，不過他當時做了錯誤的推論，並沒有領悟到背後真正的科學原理。到了1834年，一位法國錶匠，同時也是兼職研究這現象的物理學家JeanPeltier，才發現背後真正的原因，這個現象直到近代隨著半導體的發展才有了實際的應用，也就是「致冷器」的發明。一、研究動機在以往致冷器都是運用在CPU上來做冷卻的動作，而冷卻的效果也出乎意料的好，在本實驗中利用致冷器做成車用電冷/熱箱，看看是否可用冷端面來保存冷的東西，熱的端面是否可以用來保溫。二、研究目的因致冷器薄而輕巧，體積很小，不佔空間，並可以攜帶，做成車用電冷/熱保溫箱，放置車上，不佔空間，並可變成冰箱及保溫箱，在夏天可以擺上幾瓶飲料，就可以便冰飲，在冬天就可以變成保溫箱。6貳、相關理論與文獻探討一、致冷器的歷史致冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，於1960左右才出現，然而其理論基礎Peltiereffect可追溯到19世紀。下圖(1-1)是由X及Y兩種不同的金屬導線所組成的封閉線路，通上電源之後，A點的熱量被移到B點，導致A點溫度降低，B點溫度升高，這就是著名的Peltiereffect。這現象最早是在1821年，由一位德國科學家ThomasSeeback首先發現，不過他當時做了錯誤的推論，並沒有領悟到背後真正的科學原理。到了1834年，一位法國錶匠，同時也是兼職研究這現象的物理學家JeanPeltier，才發現背後真正的原因，這個現象直到近代隨著半導體的發展才有了實際的應用，也就是「致冷器」的發明。圖(1-1)致冷器的動作原理致冷器的名稱相當多，如Peltiercooler