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当有电流通过不同的导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。这是J.C.A.珀耳帖在1834年发现的。如果电流通过导线由导体1流向导体2,则在单位时间内,导体1处单位面积吸收的热量与通过导体1处的电流密度成正比。简单可以理解为:外加电场作用下,电子发生定向运动,将一部分内能带到电场另一端。

塞贝克效应

如果两种不同的导体连接成回路,且两接头的温度T1和T2不同时,则回路中产生电动势,会有电流出现。此现象是T.J.塞贝克在1821年发现的。温差电动势与两接头的温度势及两种材料的性质有关,可用温差电动势率S12,即单位温差产生的电动势来描述这一效应

珀耳帖效应

当有电流通过不同的导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。如果电流从自由电子数较高的一端A流向自由电子数较低的一端B,则B端的温度就会升高;反之,B端的温度就会降低。这是J.C.A.珀耳帖在1834年发现的。如果电流由导体1流向导体2,则在单位时间内,接头处吸收/放出的热量与通过接头处的电流密度成正比

12称为珀耳帖系数,与接头处材料的性质及温度有关。这一效应是可逆的,如果电流方向反过来,吸热便转变成放热。

历史发展

1834年法国科学家珀尔贴发现了热电致冷和致热现象-即温差电效应。由N、P型材料组成一对热电偶, 当热电偶通入直流电流后,因直流电通入的方向不同, 将在电偶结点处产生吸热和放热现象,称这种现象为珀尔帖效应。

半导体制冷器, 也叫热电制冷器或温差制冷器, 它采用了帕尔贴效应.

汤姆孙效应

1856年W.汤姆孙(即开尔文)用热力学分析上述两种温差电效应时指出,还应有第三种温差电现象存在。后来有人在实验上发现,如果在存在温度梯度的均匀导体中通有电流时,导体中除了产生不可逆的焦耳热外,还要吸收或放出一定的热量,这一现象定名为汤姆孙效应。在单位时间和单位体积内吸收或放出的热量与电流密度j及温度梯度成正比

三种效应的关系

温差电现象:在固态或液态导体中,利用三种相互关联的现象:塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆孙效应(包括磁场对每个效应的影响),把内能直接转换成电能(或其逆过程)的现象。

这三种热电现象都是可逆的。汤姆孙用热力学得出上述三种热电效应的输运系数之间存在如下关系

这称为第一和第二汤姆孙关系式,为实验所证实。

在半导体中同样存在着上述三种温差电现象,而且效应比金属导体中显着得多。如金属中温差电动势率约为0~10微伏/摄氏度之间,在半导体中常为几百微状/摄氏度,甚至达到几毫伏/摄氏度。因此金属中的塞贝克效应主要用于温差电偶(用作温度计);而半导体可用于温差发电。珀耳帖效应可用于致冷(见温差发电和致冷)。目前一级致冷,温差可达50~60°C;二级致冷可达70~80°C;三级致冷可达90~100°C。由于低温下材料的致冷性能变差,所以一般只作到三级左右。

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非常不爽,删了吧! 相关词条:其他 随着