热电效应搜集的文档

热电效应搜集的文档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,发觉一个接头变热,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胜利地用来做成小型热电制冷器。

图1示出型半导体和型半导体构成的热电偶制冷元件。

用铜板和铜导线将型半导体和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。

假如电流方向反向,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。

但由于它的敏捷性强,简洁便利冷热切换简单,特别相宜于微型制冷领域或有特别要求的用冷场所。

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、西伯克效应、帕尔帖效应和汤姆逊效应。

一般的冷气与冰箱运用**化物当冷媒,冷气,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,,因而热电效应又叫西伯效应。

它不但与两结温度有关,,不会有磨损现象,故可长期使用,但欲达高效率需要温度很高的热源,——汤姆逊效应威廉汤姆逊1824年生于爱尔兰,父亲詹姆士是贝尔法斯特皇家学院的数学教授,后因任教格拉斯哥高校,在威廉8岁那年全家迁往苏格兰的格拉斯哥。

汤姆逊十岁便入读格拉斯哥高校你不必惊异,在那个时代,爱尔兰的高校会取录最有才华的学校生,约在14岁开头高校程度的课程,15岁时凭一篇题为“地球外形”的文章获得高校的金奖章。

汤姆逊后来到了剑桥高校并以全班级第2名的成果毕业。

他毕业后到了巴黎,在勒尼奥的指导下进行了一年试验讨论。

1846年,汤姆逊再回到格拉斯哥高校担当自然哲学即现在的物理学教授,直到1899年退休为止。

1821年,德国物理学家塞贝克发觉,在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生一个电势,此所谓“塞贝克效应”。

1834年,法国试验科学家帕尔帖发觉了它的反效应:两种不同的金属构成闭合回路,当回路中存在直流电流时,两个接头之间将产生温差,此所谓珀尔帖效应。

1837年,俄国物理学家愣次又发觉,电流的方向打算了汲取还是产生热量,发热制冷量的多少与电流的大小成正比。

1856年,汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析,并将原来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。

汤姆逊认为,在肯定零度时,帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简洁的倍数关系。

在此基础上,他又从理论上预言了一种新的温差电效应,即当电流在温度不匀称的导体中流过时,导体除产生不行逆的焦耳热之外,还要汲取或放出肯定的热量称为汤姆孙热。

或者反过来,当一根金属棒的两端温度不同时,金属棒两端会形成电势差。

这一现象后叫汤姆孙效应,成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应。

汤姆逊效应是导体两端有温差时产生电势的现象,帕尔帖效应是带电导体的两端产生温差其中的一端产生热量,另一端汲取热量的现象,两者结合起来就构成了塞贝克效应。

汤姆逊效应的物理学解释是:金属中温度不匀称时,温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。

像气体一样,当温度不匀称时会产生热集中,因此自由电子从温度高端向温度低端集中,在低温端积累起来,从而在导体内形成电场,在金属棒两端便引成一个电势差。

这种自由电子的集中作用始终进行到电场力对电子的作用与电子的热集中平衡为止。

汤姆逊效应由于产生的电压极其微弱,至今尚未发觉实际应用。

热电其次效应——珀尔帖效应半导体制冷片两种不同的金属构成闭合回路,当回路中存在直流电流时,两个接头之间将产生温差。

这就是珀尔帖效应。

或许大家还记得前面曾经介绍过的塞贝克效应也叫热电效应,温差使两种金属的结合处产生电势,帕尔帖效应可以视为塞贝克效应的反效应。

通常将塞贝克效应称为热电第一效应,帕尔帖效应称作热电其次效应,后面即将介绍的汤姆逊效应则称作热电第三效应。

帕尔帖效应是法国科学家珀尔帖于1834年发觉的,所以,一提到帕尔帖的名字,人们很简单将他与帕尔帖效应联系起来,并误以为他是一个物理学家,实际上他至多算个业余的物理学家。

帕尔帖生于法国索姆,他原来是一个钟表匠,30岁那年放弃了这个职业,转而投身到试验与科学观测领域之中。

在他撰写的大量论文中,绝大部分都是关于自然现象的观测,譬如天电、龙卷风、天空蓝度测量与光偏振、球体水温、极地沸点等,也有少量博物学方面的论文。

1837年,俄国物理学家愣次发觉,电流的方向打算了汲取还是产生热量,发热制冷量的多少与电流的大小成正比,比例系数称为“帕尔帖系数”。

=л=,其中л=式中:——放热或吸热功率π——比例系数,称为珀尔帖系数——工作电流——温差电动势率——冷接点温度帕尔帖效应发觉100多年来并未获得实际应用,由于金属半导体的珀尔帖效应很弱。

直到上世纪90年月,原苏联科学家约飞的讨论表明,以碲化铋为基的化合物是最好的热电半导体材料,从而消失了有用的半导体电子致冷元件——热电致冷器,简称。

套件图示,直流电源,可作为和的散热器与风冷和水冷相比,半导体致冷片具有以下优势:1可以把温度降至室温以下;2精确温控使用闭环温控电路,精度可达;3高牢靠性致冷组件为固体器件,无运动部件,寿命超过20万小时,失效率低;4没有工作噪音。

基本工作过程:当一块型半导体和一块型半导体结成电偶时,只要在这个电偶回路中接入一个直流电源,电偶上就会流过电流,发生能量转移,在一个接点上放热或吸热,在另一个接点上相反地吸热或放热。

对帕尔帖效应的物理解释是:电荷载体在导体中运动形成电流。

由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界汲取能量。

能量在两材料的交界面处以热的形式汲取或放出。

在制冷片中,半导体通过金属导流片连接构成回路,当电流由通过时,电场使中的电子和中的空穴反向流淌,他们产生的能量来自