Эффект термоэлемента

Полезный холодильный эффект термоэлемента Qo будет равен разности [c.21]

Рис. 8. Зависимость охлаждающего эффекта термоэлемента от эффективности

Интенсивность теплового излучения измеряют актинометрами различных конструкций. Наиболее широкое применение находит актинометр конструкции Ленинградского института гигиены труда. Его устройство основано на термоэлектрическом эффекте, возникающем в замкнутой электрической цепи (термоэлементе), состоящей из двух разных проводников. Если места их контактов имеют различную температуру, то в цепи возникает ток, сила которого пропорциональна разности темпе ратур. [c.67]

Вместо описанного криостата удобнее пользоваться лабораторным полупроводниковым микрохолодильником типа ТЛМ. Его действие основано на эффекте Пельтье при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников в месте контакта выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) теплота . Основным узлом ТЛМ является термоэлемент, состоящий из двух разнородных полупроводников с электронной и дырочной проводимостью проводники соединены металлическими перемычками. [c.85]

Разница в значениях ал и ав также невелика, так как она определяется в местах спая тем, что энергия электронов, связанная с тепловым движением, у разных металлов при данной температуре Т может только немного различаться. У полупроводников, напротив, ЭДС, получаемая за счет эффекта Зеебека, может быть очень значительной на этом основана работа термоэлементов, генерирующих электроэнергию за счет тепла. [c.285]

Однако даже при ДГ->0 и Гср/Го=1 КПД т)е<С1. Это связано с процессами, неизбежно сопутствующими полупроводниковым трансформаторам тепла выделением джоулева тепла, действием эффекта Томсона и обратным током тепла от горячего спая к холодному вследствие теплопроводности материалов термоэлемента. [c.289]

Выше указывалось, что одной из существенных характеристик термоэлемента может служить величина (Го.с — Го) макс, достигаемая при Q)=0. Такой результат может быть получен для емакс, когда весь эффект охлаждения используется только для компенсации внутренних потерь. [c.289]

Отметим, что формула (1-32) совпадает с полученным выше в размерном виде выражением (1-12), характеризующим соотношение между размерами термоэлемента, при котором приток тепла к холодным спаям за счет эффектов Джоуля и теплопроводности минимален. [c.21]

Подвешенным термоэлементом будем называть стержень из полупроводникового материала, который включен в цепь источника тока с помощью проводов, закрепленных на торцах и образующих в местах крепления холодные и горячие спаи. При этом будем считать, что условия теплообмена холодных и горячих спаев с окружающей средой полностью идентичны. Разность температуры между спаями определяется выделением и поглощением тепла за счет эффекта Пельтье. Джоулево тепло распределяется равномерно по стержню и не создает градиента температуры. В стационарных условиях выделяемое и поглощаемое на спаях тепло Пельтье компенсируется кондуктивным потоком тепла вдоль стержня, обусловленным его теплопроводностью. Потери тепла с поверхности образца, возникающие благодаря конвекции, излучению и теплоотводу по проводим, можно уменьшить, создавая вокруг образца тепловую изоляцию и используя длинные и достаточно тонкие провода. [c.40]

Рис. 42. Зависимость коэффициента энергетической эффектив> ности ТТН от высоты термоэлементов при постоянном объеме термоэлементов (Р = 25 0 = = 0,6 т. = 0,5 г] = 0,25)

Теперь вновь обратимся к термоэлементу. Электрон переходит из металла в полупроводник, что равносильно переходу на другую ступень (более высокую), и теряет какую-то часть своей энергии. Это означает снижение температуры самого электрона. Однако он попадает в систему с более высокой температурой, охлаждает ее, забирая энергию, и движется дальше. На другом конце цепи электрон переходит из полупроводника в металл, и здесь его энергия оказывается выше средней энергии кристаллической решетки. Поэтому часть своей энергии он отдает материалу. Все эти эффекты [c.20]

При работе термоэлемента проявляются три эффекта [c.24]

В термоэлементе, работающем при / = /max, эффект Пельтье перемещает всю теплоту Джоуля на горячий спай и компенсирует поток за счет теплопроводности ветвей при температуре ниже температуры горячего спая на величину АГ [c.27]

Если в термоэлектрической холодильной машине движущей силой является эффект Пельтье, то в термогенераторе движущая сила -теплопроводность. В этой физической картине эффекты Пельтье и Зеебека, теплота Джоуля играют отрицательную роль. Однако в отличие от термоэлемента Пельтье, никакого теплового баланса, никакой компенсации эффектов здесь нет. Эффекты Пельтье и Джоуля малы по сравнению с суммарным (внешним) эффектом, определяющим разность температур, и составляют не более 10 % от него. [c.32]

Оба главных термоэлектрических эффекта (Пельтье и Зеебека), рассмотренные выше, имеют характерные физические особенности, которые послужили основой новых физико-математических моделей, подтвержденных экспериментально в виде специальных режимов работы охлаждающих и электрогенерирующих систем. Речь идет о нестационарных (импульсных) режимах работы термоэлементов Пельтье и Зеебека. [c.36]

А.А. Аверкин, Б.М. Гольцман и сотрудники исследовали возможности повышения 2 путем воздействия на зонную структуру материала упругой деформацией [17]. При этом подвергались гидростатическому сжатию поликристаллические образцы термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута стандартных составов, а также термоэлемент, приготовленный из них, в котором непосредственно под давлением измеряли максимальный перепад температуры. Оказалось, что при давлении 15 кбар происходит сильный рост электропроводности и, как следствие этого, увеличение 2 до (4-4,5)10 К . Этот результат подтверждался и измерениями на термоэлементе. Причина этого эффекта до конца не выяснена. По-видимому, давление изменяет величины компонент тензора эффективной массы, анизотропной в материалах на основе теллурида висмута. [c.49]

В ультрафиолетовой и видимой областях детекторами являются фотографические пластинки, фотоэлементы и фотоумножители. В инфракрасной области используются вакуумные термоэлементы и болометры, а в микроволновой области — кристаллические детекторы. Можно измерять спектры поглощения соединений во всех агрегатных состояниях. Для газов требуются довольно длинные поглощающие кюветы, а для исследования инфракрасных спектров твердых тел часто используются суспензии в парафине. Двухлучевые спектрометры, которые будут описаны ниже, позволяют автоматически учесть поглощение растворителя, воздуха в спектрометре и т. д., в однолучевых приборах для введения поправок на эти эффекты необходимо проводить дополнительные холостые опыты. [c.325]

Термоэлектрическое охлаждение основано на использовании эффекта Пельтье, сущность которого заключается в выделении или поглощении тепла на контакте двух различных проводников в зависимости от направления электрического тока. При этом роль рабочего тела выполняют электроны в батареях из термоэлементов, для которых применяют полупроводники из сплавов некоторых тяжелых металлов германия, теллура, селена и др. [c.19]

Термоэлектрический эффект. При пропускании электрического тока по цепи, состоящей из двух разных проводников, спаянных друг с другом, один из спаев охлаждается, а другой нагревается (эф кт Пельтье). В случае применения вместо обычных металлов полупроводников термоэлектродвижущая сила которых во много раз превышает соответствующие значения для металлов, открывается перспектива использования термоэлектрического охлаждения для получения низких температур. Для этой цели должны быть созданы батареи эффективных термоэлементов, изготовленных из полупроводников. [c.654]

При всех опытах полимеризации наблюдался тепловой эффект, выражавшийся в повышении температуры при начале процесса на 20—30° и оказывавший влияние на качество получаемого продукта наблюдалось также явление отдыха флоридина, т. е. частичное и кратковременное восстановление его активности после того, как по прекращении выделения полимеров он оставался в покое на 12—15 часов. Значительное выделение тепла при начале полимеризации по всей вероятности объясняется тем огромным давлением и, следовательно, сжатием, которое испытывают частицы мономера при адсорбции их зернами флоридина. Температура внутри этих зерен по условиям опыта не может быть измерена, но можно предполагать, что она значительно выше той, которую удавалось наблюдать при помощи термоэлемента, погруженного в массу флоридина. Во всяком случае, при всех опытах полимеризации первые порции продукта, получавшиеся во время теплового эффекта, имели значительно пониженные вязкость и молекулярный вес, так как повышение температуры реакции усиливало диссоциацию. Что же касается явления отдыха флоридина, то дать ему исчерпывающее объяснение пока не представляется возможным, [c.501]

I выполнены резервуары 4 для смазки и встроены теплопроводные перфорированные трубки 5, заполненные разлагающимися при нагревании газообразными веществами. Фрикционный разогрев вкладышей приводит к выделению газа, под давлением которого в зону трения вытесняется определенный объем смазки. Аналогичный эффект может быть достигнут путем превращения теплоты трения в механическую энергию в результате расширения термоэлемента [24]. Применение разлагающихся газообразных веществ позволяет создать инертную атмосферу в узле трения, что является одним из условий реализации в подшипниках эффекта избирательного переноса. [c.198]

Индий применяется в разнообразных отраслях техники. Основная область применения индия — производство полупроводников. Как и галлий, индий — акцепторная примесь, сообщающая германию дырочную проводимость. Поэтому он применяется для создания р — п -переходов в полупроводниковых диодах и триодах, а также в полупроводниковых выпрямителях. Широкому применению индия благоприятствуют легкое смачивание им поверхности германия и хорошая сплавляемость с германием при низкой температуре. Соединения индия с элементами V группы периодической системы — фосфид, арсенид и антимонид — являются полупроводниками, представляющими большой практический интерес. В частности, антимонид индия обладает исключительно большой подвижностью электронов. Это соединение используется для изготовления датчиков эффекта Холла в приборах для измерения магнитных полей и инфракрасных детекторов, так как оно обладает фотопроводимостью в инфракрасной области. Из арсенида и фосфида индия изготовляются термоэлементы, работающие при высоких температурах. [c.178]

Термоэлементы. Термоэлементы были первыми приемниками для обнаружения и измерения ИК-излучения. Принцип их действия основан на явлении термоэлектрического эффекта. Этот эффект состоит в том, что при нагреве двух разнородных спаянных между собой проводников возникает термо-э. д. с., вызывающая [c.107]

Следует оговориться - такой режим не представляет практического интереса, это лишь демонстрация возможностей эффекта. Термоэлемент охлаждает сам себя. Однако для определения качества термоэлемента его работа в режиме АГщах чрезвычайно важна. [c.24]

Полезный холодильный эффект термоэлемента Qa равен разности между теплотой Пельтье и суммой ( /2 Н - ( у-) джоу-лева тепла и тепла, подведенного вследствие теплопроводности [c.21]

В последнее время все большее применение находят самоочищающиеся плиты, не только электрические, но и газовые, на внутренние поверхности стенок которых наносится слой катализатора, способствующего окислению жира и сажи. Наряду с электрическими запально-защитными устройствами и терморегуляторами могут применяться запальные устройства, которые питаются от батареи или при работе которых используется пьезоэлектрический эффект. В последнем случае при открытии крана на плите под давлением потока газа пьезокристалл воспроизводит искру. Возможно применение запальных устройств, в которых осуществляется самогенерация электрического тока в специальном нагреваемом пилотной горелкой термоэлементе, воздействующем на соленоид [c.198]

Работа термоэлектрических термомефов основана на термоэлекфическом эффекте, возникающем в термопаре. Термопарой или термоэлементом называют цепь из двух разнородных элекфических проводников (термо-элекфодов), концы которых соединены (сваркой, пайкой и т.п.). При наличии разности температур в местах соединения термоэлекфодов в цепи генерируется термо-ЭДС. [c.535]

Таким образом, имеется теоретическая возможность создать термоэлемент любой мощности. Разумеется, при условии, что не учитываются технические факторы (переходные сопротивления, прикон-тактная структура материала и т. д.). Термоэлектрическая батарея высотой 2 мм площадью каждого элемента 1 см при токе в 200 А способна заморозить несколько литров воды менее чем за 5 с. То есть эффект охлаждения можно сделать очень мощным. [c.25]

Из трех рассмотренных эффектов (Пельтье, Джоуля, теплопроводности) положительным (рабочим) является эффект Пельтье. Оба других эффекта ему противостоят . Поскольку эффект Пельтье пропорционален силе тока, а эффект Джоуля - квадрату силы тока, и, кроме того, при увеличении разности температур между спаями увеличивается и поток теплоты за счет теплопроводности, обязательно наступит равновесие, когда охлаждение прекрати Ск, а дальнейшее, увеличение тока вызывает уже обратный процесс. При этом разность температур является максимальной (АГщах) и зависит только от параметров материала цепи (ветвей термоэлемента). [c.30]

Обратимость эффекта Пельтье по току позволяет использовать термоэлемент (термобатарею) и для целей подогрева. В этом случае на рабочем (горячем) спае будет уже два полезных эффекта - Пельтье и Джоуля - при одном вредном - теплопроводности, уводящей теплоту к холодному спаю. В этом случ равновесие наступит, когда эффекты Пельтье (нагрев) и Джоуля (нагрев) будут скомпенсированы теплопроводностью (охлаждение). Поскольку в этом случае 0x1 = 1/2 (Зп вторая половина 0п, равная 1/2 остается на горячем спае. Таким образом, в режиме АГщах термоэлемент будет эквивалентен джоулеву нагревателю. Его энергетический параметр, назыв мый отопительным коэффициентом, будет равен единице (100%). [c.31]

Рассмотрим кратко физическую картину нестационарного режима термоэлектрического охлаждения. Известно, что эффект Пельтье имеет место на контакте разнородных проводников тока, т. е. это эффект поверхности . Эффект Джоуля - это тепловой эффект в объеме проводника тока. Когда в тепловом балансе холодного спая термоэлемента мы записываем половину теплоты Джоуля, поступающей на спай, как отрицательный эффект мы имеем в виду достаточно длительное (в электронном масштабе) время, за которое порции джоуле-вой теплоты из центральных областей ветви термоэлемента достигнут холодного спая. В течение этого времени эффект Пельтье сохраняет свое холодное преимущество перед эффектом Джоуля. И если в. этот момент времени через ветви термоэлемента пропустить ток выше /щах (/опт), ТО можст возникнуть эффект кратковременного охлаждения до уровня температур ниже максимально достигаемых в режиме / их- Более того, в конце этого временного промежутка можно дать еще большее значение тока и получить (уже на совсем короткое время) еще один пик холода . Схематически такой режим представлен на рис. 11. [c.36]

Примерно 100 лет эти открытия оставались вещью в себе , любопытными фактами, не более. И не будет преувеличением утверждать, что новая жизнь обоих этих эффектов началась после того, как Герой Социалистического Труда академик А. Ф. Иоффе с сотрудниками разработал теорию применения полупроводниковых материалов для изготовления термоэлементов. А вскоре эта теория воплотилась в реальные термоэлектрогенераторы и термо-злёктрохолодильники различного назначения. [c.64]

Реакторы изготовляют из малолегированной хромовой стали, содержащей 2,5—3,0% Сг и 0,2—0,25% Мо. Стенки не должны нагреваться при 300 ат выше 300°, поэтому реактор футеруют изнутри изоляционным слоем асбоцемента. Этот слой защищен от воздействия реакционной среды внутренней трубой из тонкой листовой хромоникелевой стали (катализаторная труба). Срок службы такой стали и внутренней футеровки ограничен, и они должны заменяться новыми через один год или через несколько лет. В реакторах старых конструкций для регулирования температуры реакции сверху внутрь реактора опущены трубы для ввода холодного газа. Од нако на таких трубах часто образуются отложения, поэтому в жидкофазных реакторах новых конструкций холодный газ вводится через боковые отверстия. Для измерения температуры в печах имеются, кроме того, гильзы, в которых помещают термоэлементы. Реакторы процесса жидкофазной гидрогенизации совершенно пусты, в реакторах парофазного процесса имеются встроенные элементы, на которых находится слой катализатора. Тепловой эффект процесса особенно высок при предварительном парофазном гидрировании, поэтому под колосниковыми решетками, на которых находится катализатор, имеются диафрагмы для быстрого смешения холодного и горячего реакционного газов. Вводимый сверху через крышку холодный газ проходит по кольцевому пространству между стенками реактора к середине, смешиваясь по пути с горячим газом, и только затем поступает через ситчатую тарелку в нижележащий слой катализатора. [c.99]

Анализатор типа ГПК-1 (рис. VII-13) разработан ОКБА в виде прибора переносного типа [16]. Электрохимическая система анализатора основана на принципе гальванического элемента. Он предназначен для разовых определений содержания кислорода в различных газовых смесях и для контроля работы стационарных газоанализаторо1В на кислород, в пределах до 0,5%. Кроме того, анализатор снабжен необходимой регламентной аппаратурой, что обеспечивает калибровку прибора в процессе эксплуатации. Анализируемая смесь поступает в прибор непосредственно из технологической линии или аппарата через ротаметр. Электролитическая ячейка содержит золотой катод и свинцовый анод, погруженные в электролит — 0,1 н. раствор NaOH. В анализаторе учитывается температурный эффект электролитической ячейки. Для этого предварительно измеряется температура термоэлементом, связанным через мостовую схему и переключатель с регистрирующим микроамперметром, а затем в показания прибора вводится соответствующая поправка. Электролитическая ячейка имеет также теплоизоляцию, что позволяет длительно использовать прибор при низких температурах. [c.107]

В случае плохих условий теплообмена эффективным способом снижения высоты термоэлементов является рассредоточение ветвей в ТБ,, которое позволяет увеличить поверхность ТБ и соответственно уменьшить плотность тепловых потоков на теплоконтактном переходе и увеличить поверхность оребрения. Однако при этом одновременно увеличиваются перетечки тепла от горячих спаев к холодным по межэлементной изоляции, что приводит к снижению добротности ТБ. Для уменьшения этого эффекта вводят дополнительные теплопроводы между ветвями термоэлементов и коммутационными шинами, увеличивая тем самым расстояние между горячими и холодными спаями. В ТБ подобной конструкции (рис. 1И—7), предназначенных для эксплуатации в условиях естественной конвекции, оптимальная степень рассредоточения (отношение площади поверхности ветвей термоэлементов к общей площади поверхности ТБ) составляет 0,15—0,25, и рабочая высо а ветвей может быть снижена до 2 мм. [c.95]

На рис. П1—14 показаны нагрузочные характеристики ТБ воздухоохладителя системы вода — воздух . ТБ изготовлены из одинаковых термоэлементов высотой 2,4 мм. Температура поступающего воздуха to= 30°С, а его относительная влажность 45%. Температура воды составляла от 10 до 25°С, т. е. была ниже температуры поступающего воздуха, поэтому, если клеммы ТБ замкнуть накррот-ко, то через термоэлементы пойдет ток короткого замыкания / .з и эффект охлаждения воздуха возрастет без дополнительной затраты электроэнергии. Так, для температуры воды 20°С при / = О холодопроизводительность равна 280 Вт, а при / .з = 12 А она возрастает до 380 Вт. Х(ля температуры воды 10°С ток 1к.з = 20 А и Qo= 600 Вт. [c.99]

Созданы датчики с охлаждающими термоэлементами, преобразукицие информацию о величине скорости жидкости и газов в электрические сигналы. Эти датчики работают за счет теплового взаимодействия термоэлемента, один из спаев которого термо-статирован с помошд>ю эффекта Пельтье и расположен в теплоизоляционном корпусе, а другой спай омывается потоком. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология