热电效应的原理以及相关应用?

热电效应的原理以及相关应用?,第1张

热电效应的原理:所谓热电效应,是当受热物体中的电子,因随温度梯度由高温区向低温区移动时,所产生的一种电流或电荷堆积的一种现象。定义为温度与电压相互转化的现象。包括西伯克效应,帕尔贴效应,汤姆孙效应等。1、西伯克效应:有两种不同的导体组成的开路中,如果导体的两个结点存在着温度差,这开路中将产生感应电动势。这就是西伯克效应,由西伯克效应而产生的电动势称为温差电动势。2、帕尔贴效应:电流流过两种不同导体的界面时,将从外界吸收热量或向外界放出热量,这就是帕尔贴效应。由帕尔贴效应产生的热流量称为帕尔贴热。3、汤姆孙效应:电流通过具有温度梯度的均匀导体时,导体将吸收或放出热量,这就是汤姆孙效应。由汤姆孙效应产生的热流量,称为汤姆孙热。 在电制冷的分析中,通常忽略汤姆孙效应的影响。在以上的热电效应中,电流反向时是可逆的。由于固体系统中存在具有限温差和热流,所以热电制冷是不可逆的热力学过程。热电效应的应用:热电制冷又称温差电制冷,或半导体制冷希望能帮上您。

热电效应就是受热物体中的电因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。

一般规定热电势方向为在热端电流由负流向正。在两种金属A和B组成的回路中,如果使两个接触点的温度不同,则在回路中将出现电流,称为热电流。相应的电动势称为热电势,其方向取决于温度梯度的方向。

热电效应的具体应用。

热电效应可以用于制冷,热电制冷又称作温差电制冷,或半导体制冷,它是利用热电效应(帕尔帖效应)的一种制冷方法。热电制冷器的产冷量一般很小,所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强,简单方便冷热切换容易,非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。

热电制冷又称作温差电制冷,或半导体制冷,它是利用热电效应(帕尔帖效应)的一种制冷方法。

1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,发现一个接头变热,另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时,两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。

半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。

1示出N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路,铜板和铜导线只起导电的作用。此时,一个接点变热,一个接点变冷。如果电流方向反向,那么结点处的冷热作用互易。

热电制冷器的产冷量一般很小,所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强,简单方便冷热切换容易,非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。

热电制冷的理论基础是固体的热电效应,在无外磁场存在时,它包括五个效应,导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。

一般的冷气与冰箱运用氟氯化物当冷媒,造成臭氧层的被破坏.无冷媒冰箱(冷气)因而是环境保护的重要因素.利用半导体之热电效应,可制造一个无冷媒的冰箱。

这种发电方法是将热能直接转变成电能,其转变效率受热力学第二定律即柯诺特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已发现,因而热电效应又叫西伯效应(Seebeckeffect)。

它不但与两结温度有关,且与所用导体的性质有关.这种发电法的优点是没有转动的机械部分,不会有磨损现象,故可长久使用,但欲达高效率需要温度很高的热源,有时利用数层热电物质之层叠(cascade或staging)以达高效率的效果.更多资料可以进入 查看


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