Термоэлектрический Эффект

Тип Эффекта

Вид Термопары

Материал A Cu

Соединение

Материал B Constantan

Распределение Температуры

Электрические Измерения

Тепловой Поток

Свойства Материала

Коэф. Зеебека S 0 µV/K

Коэф. Пельтье Π 0 mV

Коэф. Томсона τ 0 µV/K

Фигура Мерита ZT 0

Параметры

Температуры

Горячее Соединение T₂: 350 K Холодное Соединение T₁: 300 K Температурный Градиент: 50 K

Электрические Параметры

Ток I: 1.0 A Коэф. Зеебека S: 40 µV/K Сопротивление R: 1.0 Ω

Выбор Материала

Материал A Материал B Теплопроводность κ: 1.5 W/(m·K)

Управление Анимацией

Скорость Анимации: 1x Показать Поток Электронов Показать Тепловой Поток Показать Напряжение

Быстрые Настройки

Термоэлектрические Уравнения

Эффект Зеебека V = S(T₂ - T₁)

Эффект Пельтье Q = Π·I = S·T·I

Эффект Томсона Q = τ·I·ΔT

Коэф. Томсона τ τ = T·dS/dT

Фигура Мерита ZT ZT = S²σT/κ

Эффективность η = (T_h - T_c)/T_h · (√(1+ZT) - 1)/(√(1+ZT) + T_c/T_h)

Что такое Термоэлектрические Эффекты?

Термоэлектрические эффекты включают преобразование между тепловой и электрической энергией.

Эффект Зеебека

Напряжение от Температуры: Эффект Зеебека, открытый Томасом Иоганном Зеебеком в 1821 году, описывает возникновение электродвижущей силы (напряжения) в проводнике при воздействии температурного градиента.

Эффект Пельтье

Тепло от Тока: Эффект Пельтье, открытый Жаном Шарлем Атаназом Пельтье в 1834 году, описывает поглощение или выделение тепла, когда электрический ток проходит через соединение двух различных материалов.

Эффект Томсона

Тепло в Температурных Градиентах: Эффект Томсона, предсказанный Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1851 году, описывает поглощение или выделение тепла, когда электрический ток течет через однородный проводник с температурным градиентом.

Термоэлектрические Материалы

Фигура Мерита ZT: Характеристики материала описываются безразмерной фигурой мерита ZT = S²σT/κ.

Практические Применения

Измерение Температуры: Термопары являются наиболее широко используемыми датчиками температуры.Охлаждение Твердого Тела: Устройства Пельтье обеспечивают надежное, компактное охлаждение.Генерация Энергии: Термоэлектрические генераторы преобразуют отработанное тепло непосредственно в электричество.

Исторический Контекст

Изучение термоэлектрических эффектов началось в начале XIX века.