Seebeck poveikis

Seebeck poveikis - yra potencialus skirtumas ant sienos sąsaja iš dviejų skirtingų medžiagų susidarymas kaitinant meną.

iš istorijos

Istorija yra tylus, jis norėjo gauti SEEBECK 1822, kai pašildytas adresatą iš stibio ir bismuto. Galbūt efektas buvo atsitiktinių sutapimų rezultatas, kaip dažnai atsitinka, ir kaip tai atsitiko OERSTED kompaso rodyklės. Galwanometr Seebeck apskaitomas, kai ranka laikė termopora sankryžos. Manoma, laimingas atsitiktinumas, jis privalo turėti sėkmingą kompaso dizainą. Prietaisas sudarytas iš dviejų pusių: vienas metalo rėmo, kitos stiklo padengti ratlankio. Poilsio ranką ant objekto, Seebeck sakė nuokrypį magnetinio adata nuo jos pradinę padėtį. Žinoma, skirtumas nebuvo pernelyg pastebimas, tačiau mokslininkas kantriai kartoti žiūrėti rezultatą patirtį.

Iš paveikslo matyti, kad ekranas lempa sukelia didelį įlinkį magnetinio dienovidinio. Taip yra dėl to lauke srovė teka. Kuokšteliniams, laikytis arrow pirmiau, atlieka mokesčius (teigiamas ženklas) į minėtą kryptimi. Sukuria apskrito magnetinį lauką, kuris keičiasi nustatyti kompaso rodmenis. Tai nėra žinoma, tam tikrų ar kompasas buvo pagamintas iš stibio ir bismuto arba Seebeck rasti medžiagą vėliau privačiai, bet vis dar termoporos dažnai pagaminti iš šių metalų. Derinys yra pasirinktas toks, didelio efektyvumo.

Iš šiluminių generatorių naudojimas

Eksperimentuoti, mes nustatėme, kad termopora efektyvumas siekia beveik 3%. Tuo XIX amžiaus pradžioje ji yra gana padorus, gali konkuruoti su bet garo variklį. Sovietų literatūroje pateikiama informacija, kad termoelektrinis efektyvumas nepasiekė 0,5%. Pirma, tai ne visada susiję su atskirų termoporomis, ir, antra, yra laikomas komunistų propaganda. Sovietmečiu, firminiai Asmeniniai kompiuteriai (koncepciją sukūrė SSRS), o dabar bet kuris pareigūnas gali pasigirti visiškai naują nešiojamą kompiuterį nuo Korėja ar JAV. Autoriai yra labiau linkę remtis užsienio šaltinių, todėl skaičiai 3% regione.

Georg Ohm, naudojant termopora, atidarė gerai žinomas įstatymą, Faradėjaus naudoti juos elektrolizės tyrimus. Mokslininkai greitai pamėgau, ir XIX amžiaus viduryje jau buvo pateikti Termoelektriniai generatoriai pakankamai didelis našumas - ir dangos metalinių dalių. Su ataskaita Seebeck termopora tapo neatskiriama eksperimentinių įrenginių, kuriuose reikalaujama gauti stabilumą. Ir XX amžiaus pradžioje mes sukūrėme struktūrų masyvo.

Rusijos žurnalas rašė apie apšvietimo termoelektrinių krosnis, Gyulhera baterija yra naudojama įkrauti baterijas. Palūkanos šioje srityje šiek tiek susilpnėjo po vidaus degimo variklio ir elektros variklio išradimą, bet šiuolaikiniame pasaulyje termoporos laikoma daug žadančia galios šaltinius siekiant plėtrai. Tačiau naudojant saulės spindulius perspektyva atrodė patrauklus, net XX amžiaus pradžioje. Paskelbtus 1922 m pirmieji eksperimento duomenų buvo: "Aparatas 105 termoelementai (vario-konstanta), kurių dydis nuo 1 kv. cm kiekvienas, parodant 0,008% efektyvumą, vidurdienį suteikiant energiją maždaug 61 MW. "

Tuo pačiu metu Seebeck poveikis pradėjo būti naudojamas su varikliais Nešiojamieji radijo imtuvai. Iš šiluminių generatorių parodyta reklamka to laiko tema. Aiškia anglų skaitytojai leista suprasti, kad nauja maitinimas yra gera klausytis naujienas. Nenuostabu, kad per trumpą laiką ir atvykti į SSRS leidinyje pažymi mėgėjams buvo pranešta, kad šilumos žibalinė lempa protingai gali būti naudojama elektronika grandines. Czeczik žurnale "vargšams" (1928) pranešė apie savo dizaino geležies nikelio termoporos generatorių. Tos pačios rūšies straipsnis pasirodė numeriu 13, žurnalo "Radifront" 1937.

Pokario generatoriai Seebeck poveikis davė teigiamą poveikį, 1 Watt galią 1 kg svorio sumą. Bet efektyvumas vis dar žemas. Viename rusų literatūros dešinėje - sovietų straipsniai nėjo į priekį nuo poilsio. Jau per Antrąjį pasaulinį karą Seebeck poveikis pateikiamas ramioje energiją radijo operatorių šyla patys kilęs gaisras neramus laikas. Laikomas naudojant vėl galimybę, daugelis fizikos vadovėlių pateikiama informacija apie generatoriaus Joffe, sukurta ankstyvaisiais 50s (žr. Pav.). Iki to laiko buvo manoma, kad tai yra įmanoma pasiekti efektyvumą 5-7%, buvo išduotas generatorių TGK-3 Radijas. buvo sukurtas saulės elementų plotas 360 kv. matyti, kad davė 0,175 vatų bent iš 0.59% efektyvumą. Galima matyti, kad ji smarkiai išaugo.

Pavyzdžiui, žibalo lempa generatorius Ioffe mėginys 50s radijo leisti pašarų, kurių į vidaus jungtyse 300-350 laipsnių Celsijaus ir išorės temperatūroje - 60 diapazone. Tada mes įrodė gebėjimą kurti prietaisus su 8% efektyvumą. Istorija iš šiluminių generatorių plėtros į naujausią įmanomą laiką kontempliuoti atitinkamame skyriuje, o dabar pažvelgti fizinių procesų vykstančių laidininkų.

šiluminės jutikliai

Iki 80s į 40% visų pramonės matavimai, būtini nuo temperatūros ir 2/3 tos jutiklių darbo dėl SEEBECK poveikio skaičius pradžioje. Mokslininkai greitai priėjo prie išvados, kad mažas efektyvumas yra pagrįstas dideliu tikslumu. TSRS, tai išmoko anksčiau grisus išversti į rusų Georg Ohm ankstyvųjų 20-ųjų XIX amžiuje darbą. Purtant plotis taikymo įtaisai, - nuo 0,5 iki 3000 K.

Siaučiantis industrializacija sukėlė naujų metodų technologinių procesų kontrolės poreikį. Auga akiratį nebuvo suspėti su darbo klasės ir kuriems reikia poilsio ir laisvalaikio žmonių. Per rašytojo žodžiais tariant, moksliniai atradimai tapo įprasta Jungtinėse Amerikos Valstijose, kai buvo galima nustatyti gyvenimo ir nuraminti karingos indėnų. Be mokslo, šalis nekurs ir nemato pelno, laisvalaikio ir laisvo laiko yra laikoma vertingų išteklių. Priemonės, kuriomis jutiklius, esančius SEEBECK poveikio privalumai yra:

1. Žemas inercija. Jei reikia pirmojo produkto stabilumui, todėl jie sąmoningai sudėtinga, lėta reakcija į išorinės aplinkos, modernus termopora (žr. Pav.) Yra mažo dydžio ir yra įtrauktas į sudėtį ir vartotojų įrenginiuose (pvz, šaldytuvai).
   

   modernus termopora

2. Paprastas montavimas. Žmogus, kuris yra susidūręs su būtinybe pakeisti barometrinis šaldytuvas termostatą žino, kaip sunku ir daug laiko reikalaujantis procesas. Termopora yra prijungtas vielos sumažinti, greitai ir lengvai.
3. Platus asortimentas temperatūros matavimo pabrėžė. Šiandien net testeriai parduota vartotojų termopora kaip jutikliu. Diapazonas priklauso nuo projektavimo funkcijas, tai lengva pasirinkti prieinamą ir pažangių funkcijų.
4. Technologinis procesas yra būdingas pasikartojantis parametrų iš partijos į partiją vienodumo, be vargo gamybos, miniatiūrizacijos galimybe, tinka automatiniam surinkimui.

Šios savybės suteikia galimybę lanksčiai, tiksliai ir greitai sekti temperatūros pokyčius. Produkto jautrumas yra nustatomas pagal SEEBECK koeficiento, pasiekti 100 mV / K. Pagrindinis būdinga termoelementai - Parametras atsparumo priklausomai nuo mechaninis, terminis, magnetinis, ir taip toliau. poveikis. Todėl ne visada laikoma pagrindinė charakteristika stabilumą. kartais tai yra į efektyvumo nenaudai pasirenkant lydinio su maksimaliu atsparumą tam tikriems išorės veiksnių.

Kaip veikia termopora

Seebeck poveikis yra seniai liko be paaiškinimo. Šiandien išskirti dvi teorijas, apibūdinančias procesus:

• kinetinė (mikroskopinis);
• termodinaminis (makroskopinę).

Tai rodo, kad tikslių duomenų apie veiksmų dėl šiandienos mokslo termopora mechanizmo nėra.

paprastas paaiškinimas

Pirma, o ne pasinerti į sudėtingą teoriją, siūloma atsižvelgti į paprastą paaiškinimą įvairių universitetų studentai. Profesoriai interpretuoti įvykį, remiantis termoelektroninės emisijos reiškinio ir elektroneigiamumas metalų ir lydinių. Pirmasis yra žinoma, kad būti plūduriavo šviesą, kai lemputė gijų sukurta. Prielaidos tapo Edisono tyrimai. Elektroniniai lempa veikia, nes vakuume įkaitintoje elektrodo pradeda skleisti krūvininkų nuo paviršiaus. Žinoma, buvo greitai nustatyti lyderiai šioje srityje, paviršius dabar patenka į dešinę medžiagų elektrolizės.

Iš iš termoelektroniniu teršalų poveikio esmė: krūvininkai eksponuoti nulis darbo funkciją kristalo. Manoma, kad iki normalios temperatūros hovers virš metalo paviršiaus plonu elektronų debesis. Bet ant kūno įvaizdžio teigiamą krūvį dėl bylos nėra. Kaip rezultatas, šildymo galia elektroną gauna energijos ir gali palikti metalą. Daug intensyvumas procese pastebima esant 1000 K temperatūrai Darbas funkcija yra ne tas pats, metalų, mokslininkai mano, kad tai yra iš dalies dėl to jų elektroneigiamumas.

Kai du mėginiai liečiasi, perskirstymo procesas prasideda. Tai atsitinka, kol tankus elektronų debesis iš metalo subalansuoja kitų. Šis procesas atrodo baigtas. Bet... tik Seebeck atrado, kad šilumos sudaro mokesčiai. Rekombinacijos atsirasti, sintezės ir dezintegracijos, kaip termoelementas suformuotos iš potencialų skirtumo galuose rezultatas. Efektas yra sustiprintas naudojant du ar daugiau sankryžų. Ką daryti fizikos pirmąjį pusmetį XIX amžiuje. Tada pirmasis termoelementas mazgas yra šildomas, o kitas aušinamas.

Kai šildomas, metmenų tankumas elektronų debesys dviejų metalų stiprėja. Todėl potencialų skirtumas didėja. Energy pašalina šilumos energijos kompensuojamas srovės šaltinio. Seebeck poveikis pasireiškia esant bet kokiai temperatūrai, stipriai padidina jos padidėjimas.

Termodinaminės teorija SEEBECK poveikio

Termodinaminė teorija veikia su bendromis vertybėmis: srautas, nuolydžiai jėgų. Sprendžiant lygtis gautus Omo dėsnis ant tarp srovės, įtampos, varžos ir Furjė santykių - šilumos srauto perdavimo ir temperatūros gradiento. Taikomas specialios veiksniai, turintys specifinių pavadinimų:

• Izoliuoti laidumas (atvirkštinė varžos);
• šilumos laidumo.

Gautas lygtis yra iš karto trijų poveikio buvimo pasekmė: SEEBECK, Peltier "ir Lordas Kelvinas. Jie nustato, kad didžioji dalis eksperimentinės, be teorijos. Seebeck poveikis yra jau gana laikoma, Peltier "atrado atvirkštinės sankryža temperatūrų skirtumo susidarymą srovę. THOMSON poveikis sudėtingas. Jis teigia, kad kai kartu (skirtumas) dirigentas temperatūros gradientas pradeda perkeltas (išleistas ar absorbuojamas) šilumos. išnagrinėtas ir įrodytas teisės termodinaminės teorijos:

1. Tarpiniai metalų uždarame kontūre pagamintas iš skirtingais metalais esant tai pačiai temperatūrai EML nulinės sumos. Tai laikoma antrojo termodinamikos dėsnis išraiška. Darbas nėra padaryta be energijos išlaidų. Kas atsitinka tuo pačiu temperatūros sankryžų "įrodymas: šilumos perdavimo dėl dabartinės neįmanoma, nes Peltier efektą. Tai gali sukelti kai kurių sričių ir kitų aušinimo šildymas. Tai reikštų, šilumos perdavimas nuo šaltesnių vietų išorinio maitinimo šaltinio nėra. Oro kondicionierius negalėjo veikti elektros energijos, tačiau dėl specialių laidų jungtis. "
2. Magnus į uždarą iš tos pačios medžiagos nepalaiko dabartinės temperatūrų skirtumo. Pasekmė teisės buvo EML priklauso tik nuo skirtumo tarp jungiamųjų temperatūrai. Nesijaudinkite, šildymo ar aušinimo iš išorinių sąlygų pačių laidininkų.
3. Paeiliui (tarpinis) Temperatūra: algebrinis suma iš elektrovarai ant kontūro intervale nuo T1 ir T3 yra Algebrinis suma iš elektrovarai sulankstyti išilgai intervalais nuo T1-T2 ir iš T2 ir T3 kontūro, su bet kurių T1, T2 ir vertybių T3.

Visi teisės tris teigia, kad dėl elektrovaros jėga tampa tik sandūros temperatūros funkcija. Šie postulatai yra pripažįstamos remiantis matavimais, įskaitant tai, kas vyksta buitiniuose šaldytuvuose. Kita gydymas: termopora nebūtinai yra du metalus. Jei norite matuoti temperatūros gradientas palei thermoelectrode, tai užtenka vienos atsiradimo EML. Antrasis medžiaga susisiekti išvadas. Tai issigimusiq ir gana efektyviai termopora atveju, kylančių iš pagrindinių lygčių termodinaminės teorija. Todėl, poveikis prognozuojama analitiškai.

Jis yra pagamintas iš paveikslėlio žemiau atsižvelgiant į įrašymo matematines formules interneto įvedimą sudėtingumo. Matyti, kad elektros srovės nesant pirmasis lygtis termodinaminės teorijos yra supaprastinta. Darytina išvada, kad pašalinti įtampos analoginis-skaitmeninis keitiklis su mažesniu dabartinė riba tiekimo, šaldytuvas "Bosch" kainuoja "termopora" vieno metalo.

Atskirti absoliučią ir santykinę EML. Antrasis susijęs su medžiagų pora, o pirmieji - apibūdina tik vieną. Absoliutus EMF yra matuojamas naudojant standartą, dėl kurio kiti metodai jau matuojamas nurodytą vertę (naftos alyvos). Iš eksperimentų yra skirtumas EML, kuri leidžia apskaičiuoti vertę. Standartai metu pripažino:

• Palyginti aukštoje temperatūroje (virš 100 K): platinos, aukso, vario, volframo.
• Švinas ir kitais atvejais.

Labai žemoje temperatūroje mažesnė kaip 20 K absoliutus EML yra nustatomas tiesiogiai. Kai medžiagų tampa lygus nuliui, o, testus mėginio, kontaktavimo su iš karto poros derinant ateina į norimą vertę. Dauguma metalų absoliuti EML intervale nuo 0 iki 80 mV / K

kinetinė teorija

Kinetinė teorija turi daryti su nepusiausviruoju aplinkos būklės. Jis studijuoja jiems judant. Jis remiasi Bardeen-Cooper-Schrieffer, nėra taip gerai žinomas visuomenei. Atsižvelgiant į tikimybių priimta teorija, kiekviena dalelė yra laikoma atskirai, neatsižvelgiant į bendrą sistemos veikimą. Dėl šios teorijos vadinamas mikroskopinis.

Atsižvelgiant į sąvokų pristatė: Cooper elektronų pora Fermi paviršiaus Debye dažnio ir kt. Teorija veikia tikimybinius lygtis pozicijas dalelių, Boltzmann'o funkcija. Pasak atstovybių mokslo Pasibaigus XX amžiuje kiekvieno metalo pradžios yra tam tikra koncentracija elektronų išsibarsčiusios atsitiktinai, bet paklusti BOLTZMANN modelį. Šie skirtingi teorijos buvo pavadintas:

• Vėžys.
• Drude.
• Lorenco.
• Debye.

Pagal Boltzmann'o modelį, vidutinis transliacijos energijos judesio dalelių yra 2/3 kt, kur k - yra Boltzmann'o pastovus. Pagal šį išaiškinimą šiluminių elektrovarai yra dalelių iš abiejų metalų, termoelementas ir temperatūros koncentracijos funkcija (žr. Pav.). Tai lengva patikrinti, ar pateiktas metalo formulė neatitinka realių stebėjimų. Tai atliekama tiesiog skaičiuoti EMF vertybes dalijant temperatūros diapazoną ir rasti SEEBECK koeficientą. Jis aiškiai pervertinti.

Polemika formulė pradžia XX amžiuje buvo pašalinta Frenkelio ir SOMMERFELD teorija (1927). Paskutinis elektronai patenka į kvantinės statistikos Ferma-Dirac modelį. Sommerfeld Seebeck koeficientas yra gaunamas labai mažą kiekį. Tai lengvai paaiškinama tuo, kad kinetinės teorijos formulė veikia su elektronų koncentracija tiesiogiai, tačiau jie yra sunku išmatuoti ir stebėti.

Puslaidininkiai geriau paklusti kinetinę teoriją. Elektronai iš medžiagos, kuri didesnio tankio difuzinės ir pasiekti, kad sąsaja. Procesas tęsiasi tol, kol skaitiklis laukas "emigrantai" kompensuoja judėjimo kovos srautą. Kalbant apie aiškinant kinetinė teorija procesą nesiskiria nuo argumentų, mesti du Veiklos sritys aukščiau, bet yra niuansų:

1. Su padidėjusios koncentracijos vežėjų konkretaus gestų srautas neša juos į šaltą pabaigos, tačiau ten yra jau sukaupta mokestis neleidžia proceso metu. Priešingos ženklą vežėjai, priešingai, pagreitėja srityje. Kaip rezultatas, skaitiklis srautų tarp laikmenų ribos bus lygus, ir galimas skirtumas yra pasiryžusi temperatūros vertė.
2. Difuzijos koeficientas yra glaudžiai susijęs su mokesčio mobilumą. Šis santykis yra nustatyta Einšteinas. Nevienodas koncentracija yra sukurta, taigi temperatūros gradientas. Mažiau mobilūs mokesčiai sudaro kamštienos Rūšiuoti kelyje dėl mažo greičio judėjimo. Šio krūvininkų ir negatyvias sparnus dalelių kaupimosi laukas. Kaip rezultatas, šis procesas pasiekia pusiausvyrą.

Dviejų nešiklio simbolių buvimas dėl didelio SEEBECK koeficientų puslaidininkinių medžiagų. Be metalų yra padidėjusi koncentracija elektronų pasiekia 10 sextillions viename kubiniame centimetre. Todėl temperatūros svyravimai skaičiai negali būti didelis, ir tai paaiškina mažą SEEBECK koeficientas metalus.