Aufgabe zum Peltier-Effekt (Laserkühler)

gummiwipfel · Anmeldungsdatum: 14.01.2013 Beiträge: 1

Hallo Leute, es geht in dieser Aufgabe um ein Peltier-Kühlelement. Ich hoffe man kann das Bild erkennen. Erklärung dazu:
Grün ist Metall, der linke schwarze Kasten ist p-Dotiertes Siliciumgermanium und der rechte n-Dotiertes (jeweils mit Querschnittsfläche A). Das Blaue ist aus Keramik auf der kühlen Seite und das Rote ist ebenfalls Keramik, nur auf der Warmen Seite.
Ein Strom wird gemäß der unten dargestellten Batterie aufgeprägt.

Aufzustellen laut Aufgabe sind nun der Peltier-Wärmestrom, die Wärmediffusion und der Wärmestrom, welcher vom Laser auf der warmen Seite ausgeht.
Zur Aufgabe haben wir auch eine Musterlösung, welche jedoch leider nur Ergebnisse angibt, jedoch leider keinen wirklichen Rechenweg, weshalb ich mit den drei Wärmeströmen so meine Probleme habe, vor allem mit dem Peltier-Wärmestrom:

1.) Der Peltier-Wärmestrom ist ja definiert als

. Laut Lösung ist der Peltier-Wärmestrom in dieser Aufgabe dann

. Hier habe ich gleich meine ersten zwei Probleme: erstens, wohin genau fließen die beiden einzelnen Wärmeströme, und zweitens wie kommt man auf die Orientierung, also woher weiß man, dass man den Strom mit

vom n-Dotierten abziehen muss, und nicht umgekehrt?

2.) Der Wärmestrom des Lasers, hervorgerufen durch die Abwärme des Lasers, wird folgendermaßen angegeben:

, jedoch kommt mir diese Formel als Leistung / Fläche ein wenig komisch vor, wie kommt es zu dieser Formel?

vielen Dank schonmal für eure Mühen, hoffentlich kann mir jemand helfen smile