Термоэлемент Эттингсгаузена оптимальной формы
Для достижения более глубокого термоэлектрического охлаждения, чем при использовании одного термоэлемента, обычно применяют каскадирование. При каскадировании один термоэлемент располагают на другом, другой - на третьем и т.д. (рис.1.31а). При включении электрического тока нижние термоэлементы охлаждают верхние, в результате охлаждение каскадированными термоэлементами становится больше, чем у отдельного термоэлемента.
Каскадирование обычных термоэлементов, например, Пельтье-Ленца связано с серьезными конструктивными проблемами. Термоэлемент Эттингсгаузена обладает уникальным свойством достигать эффекта каскадирования путем выбора соответствующей формы термоэлемента (рис.1.31б). Для этого термоэлемент выполняют таким образом, чтобы его ширина c(z) у основания теплой грани была больше, чем у верхней холодной грани. В этом случае промежуточные участки термоэлемента, параллельные верхней и нижней граням, можно рассматривать как термоэлементы каскадной батареи Эттингсгаузена.
Форма боковых поверхностей термоэлемента f(z) определяется расчетным путем и приводится в книге далее. Функции f(z) при каскадировании могут учитывать также и температурные зависимости термомагнитных свойств материала термоэлемента, что дополнительно улучшает оптимальные условия охлаждения.
Термоэлемент основан на применении эффекта Эттингсгаузена, поэтому он обычно носит название - термоэлемент Эттингсгаузена оптимальной формы. Предложения создать термоэлемент такого типа находим в работе [53] авторов О'Брайна и Уоллиса. Поэтому он может быть назван термоэлементом Эттингсгаузена-О'Брайна-Уоллиса. Первые исследования таких термоэлементов опубликованы в работах [29,30,43].