Розглянуто фізичну модель термоелемента в нестаціонарному режимі охолодження, на холодній поверхні якого враховуються об'ємна теплоємність комутаційної та ізоляційної пластин і охолоджувального об'єкта, тепловиділення об'єкта, теплообмін з навколишнім середовищем, виділення тепла Джоуля на контактних опорах між термоелектричним матеріалом і металічною комутацією, а також вплив ефекту Томсона в об'ємі віток термоелемента. Описано метод розрахунку оптимальних залежностей струму живлення термоелемента від часу, які забезпечують задані часові залежності температури охолодження. Приводяться приклади результатів комп'ютерного моделювання оптимальних функцій керування струмом для заданих неперервних, кусково-неперервних та періодичних функцій температури охолодження від часу.