Зеебека эффект

В последние годы все более возрастает интерес к проблеме высокоэффективные способы преобразования энергии , возникшей на стыке физики, химии и техники. Суш,ество этой проблемы заключается в непосредственном, т. е. без промежуточных стадий, преобразовании одного вида энергии в другой при полном исключении из процесса такого вида энергии, как механическая. К рассматриваемым способам относятся, например, основанное на термоэлектрическом эффекте Зеебека непосредственное превращение тепловой энергии в электрическую, прямое получение холода из электроэнергии при помощи обратного предыдущему эффекта Пельтье, прямое получение электрической энергии из световой в фотоэлементах и, наконец, непосредственное преобразование химической энергии топлива в электрическую в так называемом топливном элементе. [c.15]

Противоположное явление (эффект Зеебека). лежит в основе измерения температур с помощью термопары (см. раздел IX. 6). [c.85]

Эффектом Зеебека называется возникновение термоЭДС в замкнутой электрической цепи при использовании в цепи разных металлов и поддержании спаев этих металлов при разной температуре. Этот эффект широко используют, например, для измерения температуры с помощью термопары. Возникновение термоЭДС при этом обусловлено перераспределением носителей тока по проводникам вследствие наличия фадиента температуры. [c.334]

Термоэлектрические материалы — это среды, в которых имеет место совокупность физических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в твердых проводниках. К ним относят эффект Зеебека, эффект Пельтье и эффект Томсона. Причиной термоэлектрических явлений служит нарушение теплового равновесия в потоке носителей тока. Термоэлектрические материалы имеют разнообразные практические применения. [c.244]

Явление, противоположное эффекту Зеебека,— эффект Пельтье, при котором ток, проходящий через полупроводник от одного спая к другому, вызывает поглощение тепла на одном спае и выделение — на другом. Коэффициент Пельтье я, имеющий размерность напряжения, может быть выражен в джоулях на кулон. Кельвин связал коэффициенты Q и я уравнением [c.703]

Меньшую гласность получили попытки совершенствовать обычные способы преобразования энергии в целях повышения к. п. д., отказавшись от окольных путей. Прямое преобразование энергии не является принципиально новой идеей. Прямое превращение тепловой энергии в электрическую с использованием эффекта Зеебека и частично обратимые процессы охлаждения и нагревания, основанные на эффекте Пельтье, известны уже почти 150 лет. На техническую разработку различных способов прямого преобразования энергии в 1963 г. было выделено свыше 100 млн. долл., причем ведущее место среди этих методов занимает непосредственное преобразование химической энергии в электрическую с помощью топливных Элементов. [c.7]

В неоднородных системах нельзя ввести единые по системе значения величин Т, Р к др., и поэтому рассмотрение такой системы должно учитывать фадиенты этих величин. Классическими процессами такого рода, имеющими место в системах без химических превращений компонентов, являются широко обсуждаемые в физике термоэлектрические явления в неоднородных проводниках. Следствием сопряженности термодинамических процессов в таких проводниках являются эффекты Зеебека, Пельтье и Томсона. [c.334]

Подобно термоэлектрическому эффекту Зеебека термомеханический эффект заключается в возникновении разности давлений ёР= Р2 — Р в резервуарах с флюидом (жидкостью или газом), соединенных капилляром, при поддержании в резервуарах разных температур с /Г = / 2 - Г,. Когда резервуары отделены один от другого пористой перегородкой, этот эффект называется термоосмосом. [c.334]

Рассмотреть причину появления эффектов Зеебека, Пельтье и Томсона в неоднородных проводниках с помощью методов феноменологической линейной термодинамики. Каков физический смысл параметров, определяющих величину соответствующих эффектов [c.347]

Термо-ЭДС — электродвижущая сила, возникающая в электрической цепи, состоящей из нескольких разнородных материалов, контакты между которыми имеют различную температуру (эффект Зеебека). [c.145]

К числу термоэлектрических явлений относят обычно три обратимых эффекта Зеебека, Пельтье и Томсона. Эти эффекты связаны с взаимным превращением тепловой энергии в энергию электрического тока. Наличие указанной взаимосвязи между потоками электричества и тепла видно из общих уравнений (385). [c.231]

Эффект Зеебека 1821 г.). Пусть в однородном образце в условиях разомкнутой цепи создан градиент температуры. Полагая / = О и У[г = О в уравнении (385), получаем [c.231]

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]

Под термоэлектрическими явлениями обычно подразумевают три термоэлектрических эффекта Зеебека, Пельтье и Томсона, которые характеризуют взаимные превращения тепловой энергии в энергию электрического тока. Эти эффекты обычно сопутствуют друг другу и могут быть связаны количественными соотношениями. [c.8]

Измерения показали, что с увеличением температуры отжига (снимающего эффект старения) скорость растет (рис. 7.47), причем более заметно на частоте 2,25 МГц. Это может быть связано с уменьшением количества зерен (и числа границ между зернами) на пути УЗ. При температуре выше 750 °С происходит резкое уменьшение скорости, что связано с фазовыми превращениями. Одновременно понижается твердость поверхности материала и разность электрических потенциалов между двумя точками образца (эффект Зеебека-Томсона). [c.788]

Эффект Пельтье (открыт в 1834 г. французским часовщиком Жаном Шарлем Анатаз Пельтье) заключается в том, что при прохождении тока в цепи из двух различных металлов в спае в зависимости от направления тока выделяется или поглощается тепловая энергия. Эффект Пельтье считают обратным эффекту Зеебека. На рис. 9.3 показана схема контура, состоящего из двух различных материалов, позволяющая в зависимости от положения [c.602]

Особенностью эффекта Томсона является то, что, в отличие от явлений Зеебека и Пельтье, наблюдаемых лишь для двух разнородных проводников, он относится к одному однородному проводнику, поэтому коэффициент ц для любого проводника может быть определен независимо. Однако ЭДС Томсона и дополнительная тепловая мощность настолько малы, что в практических расчетах ими обычно пренебрегают. [c.603]

С учетом вышеизложенного эффект Зеебека считают суммарным эффектом, обусловленным действием контактных явлений и явления Томсона, а термоЭДС -возникающую в замкнутой цепи, определяют из выражения [c.604]

Был составлен так называемый ряд Зеебека. Первый вариант этого ряда, составленный через 1,5 года после обнаружения эффекта, имел вид [c.13]

Эффект Зеебека очень удобен для измерения перепада температур методом вспомогательной стенки, так как термоэлектрическая батарея может играть одновременно роль вспомогательной стенки и измерителя АГ. Поскольку термоЭДС "пропорциональна перепаду температур, она пропорциональна также плотности потока тепла д [c.134]

Так как на спаях термобатареи поддерживается разность температур, то на ее клеммах, благодаря эффекту Зеебека, возникает разность потенциалов. Если же к тер- [c.133]

Наибольшее значение холодопроизводительности в режиме генератора может быть получено при 7 = О, т. е. при коротком замыкании ТТН. Дальнейшее увеличение холодопроизводительности может быть достигнуто, если к ТТН подать внешнее напряжение, совпадающее по знаку с разностью потенциалов, возникающей в термобатарее за счет эффекта Зеебека. При этом изменение функции е = / (Д01) будет носить такой же [c.134]

Хотя Т. Зеебек и не признал электрическую основу своего эффекта, тем не менее, будучи настоящим ученым, он начал подбирать комбинации материалов, которые давали наилучшие результаты -наибольшее отклонение магнитной стрелки и максимальную ско-. рость ее отклонения. [c.13]

В то время, когда Зеебек составил свой ряд, крайние его члены при разности температур в 300 С (что было возможным осуществить, поскольку температуры плавления этих материалов достаточно высоки) могли обеспечить коэффициент преобразования теплоты в электрическую энергию около 2,5 % (при расчете по современным формулам, которые тогда были неизвестны). Такой же КПД имели и первые паровые машины. Таким образом, у человечества была принципиальная возможность пойти по пути термоэлектрической энергетики сразу после открытия эффекта Зеебека. Ио техника земной цивилизации была к этому не готова - материалы отсутствовали, металлургия и химия не были достаточно развиты. Кроме того, техника превращения механической энергии в электрическую начала бурно развиваться. Весьма возможно, что не будь открытия Фарадея, термоэлектрический путь развития энергетики начался бы уже в первой половине XIX века. [c.14]

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]

Направления (знаки) отдельных составляющих э. д. с. указаны на рис. 15,3. Ток будет идти по контуру все время, пока гго.тдср-живается разность темнерат ) коггтактов двух проволпнков. Это явление, иа ываемое эффектом Зеебека, лежит в основе [c.97]

Термопара представляет собой простейший термоэлектрический генератор, который используется в качестве термометра. Термопара состоит из двух разнородных проводников 1 VI 2 (обычно из металлической проволоки), соединенных с измерительным прибором (рис. 1). Принцип измерения температуры основан на эффекте Зеебека, в соответствии с которым развиваемая термоЭДС [c.128]

Рис. 4. Макроскопичность эффектов Пельтье и Зеебека ( - концентрация носителей)

Еще полтора века назад (в 1821 г.) немецкий физик Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, контакты между которыми находятся при разных температурах, создается электродвижущая сила (ее называют термо-ЭДС). Через 12 лет швейцарец Пельтье обнаружил эффект, обратный эффекту Зеебека когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов, кроме обычной джоулевой теплоты, выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла. [c.64]

В 1948 г. Фервей с сотрудниками [88] установил, что ионы лития, внедренные в закись никеля, создают эквивалентное число ионов и тем самым повышают электропроводность. Позднее Парравано [89] на основании измерений эффекта Зеебека подтвердил, что в присутствии лития уровень Ферми для закиси никеля действительно снижается по мере возрастания концентрации положительных дырок. Для трехвалентных добавок Хауффе и Блок [90] показали, что внедрение небольших количеств ионов Сг + приводит к уменьшению проводимости закиси никеля это соответствует уменьшению концентрации дырок и повышению уровня Ферми. Таким образом, здесь возникают заманчивые возможности для выяснения влияния высоты уровня Ферми на каталитическую активность. Наиболее подходящим для подобных работ окислом -типа является окись цинка. [c.348]

Эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой электрической цепи из разнородных металлов возникает термоэлектродвижущая сила (термо-э. д. с.) 12, если места контактов поддерживаются при разных температурах Т1 и Т 2- [c.461]

Данный пример приведен с целью дать представление о том, какого рода информацию можно получить методами термодинамики неравновесных процессов. Хотя эти методы и недостаточны для расчетов термодинамических коэффициентов, они дают возможность установить связь между явлениями, кажущимися вполне независимыми. Мы ограничимся указанием на существование значительного числа других эффектов, таких как открытые Зеебеком и Пельтье, а также термоосмотический и термомеханический эффекты, эффект Кнудсена и другие, которые рассматриваются методами неравновесной термодинамики. [c.333]

В 1821 г Т. Зеебек открыл термоэлектрический эффект, а в 1886 г. А. Ле Шателье для измерения высоких температур при изучении термической диссоциации кальцита СаСОз применил термопару, позднее ои ввел фоторегистрацию температуры и записал термические кривые для ряда природных смесей. Эти работы следует считать началом нового направления фазового анализа механических смесей твердых веществ. В 1899 г, Роберто-Остин для измерения небольших разностей температур образца и окружающего пространства использовал дифференциальную термопару. Этот способ регистрации был положен в основу дифференциального термического анализа (ДТА), послужившего толчком для рождения новой дисциплины — физико-химического анализа. [c.66]

Как видно из уравнений (III.96) и (III.97), под влиянием градиента температуры может возникнуть поток вещества, а под влиянием градиента концентрации — поток теплоты. Первое явление называется термодиффузией (иногда эффектом Соре), второе — эффектом Дюфура. Хорошо известен пример из термоэлектричества возникновение разности электрических потенциалов в разомкнутой цепи под действием градиента температуры Эффект Зеебека) и обратный процесс — возникновение потока теплоты под действием разности электрических потенциалов (эффект Пельтье). В настоящее время изучено много перекрестных явлений, они подробно рассматриваются в литературе. Некоторые примеры будут приведены в следующем разделе. Здесь же уместно напомнить, что перекрестные процессы всегда принадлежат одной тензорной группе, если среда изотропна (принцип Кюри). [c.151]

Термоэлектрические Т. состоят из термоэлектрич. преобразователя и вторичного прибора. Термоэлектрич. преобразователь (ТЭП, термопара - устаревшее) - цепь из двух (рис. 5, а) или неск. соединенных между собой разнородных электропроводящих элементов (обьино металлич. проводников, реже полупроводников). Действие ТЭП основано на эффекте Зеебека если контакты (как правило, спаи) проводников, или термоэлектродов, находятся при разных т-рах, в цепи возникает термоэлектродвижущая сила (термоэдс), значение к-рой однозначно определяется т-рамн горячего , или рабочего (г), и холодного , или свободного ( о), контактов и природой материалов, из к-рых изготовлены термоэлектроды. [c.544]

Е. Альтенкирх показал и А.Ф. Иоффе подтвердил, что для любого класса материалов макроскопичность эффектов Зеебека и Пельтье определяется параметром Z, который содержит только физические величины. Однако их комбинация достаточно неудобная . Природа не имеет в своем составе таких материалов, которые имели бы одновременно большие значения термоЭДС и малые значения теплового сопротивления. Противоречие заключается в том, что высокую электропроводность обеспечивают электроны за счет слабого взаимодействия с кристаллической решеткой, но и доля теплоты, которую переносят электроны, очень значительна. В других материалах (диэлектриках) можем иметь очень высокие значения термоЭДС (порядка 2000 мкВ/К и выше). Однако носителей в них очень мало (нужно иметь в виду относительность этого понятия - в данном случае это 10 -10 см ) и, хотя эффект на каждый носитель получается значительным, суммарный эффект оказывается малоинтересным для техники. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология