Содержание
- 2. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 3. ПОНЯТИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
- 3. ВВЕДЕНИЕ ВОЗМОЖНО, НАС ЖДУТ НОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ И УГЛЯ И ТАКИХ МАЛО РАЗВЕДАННЫХ РАЙОНАХ, КАК АВСТРАЛИЯ,
- 4. 1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА ЗЕЕБЕК (SEEBEK) ТОМАС ИОГАНН (9. IV.1770 - 10. XII.1831) - НЕМЕЦКИЙ ФИЗИК,
- 5. ЗЕЕБЕК ДОСТИГ НЕМАЛЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ, ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ДРУГИХ НАУКАХ, НО ИЗВЕСТНОСТЬ УЧЁНОМУ ПРИНЕС
- 6. 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ В МЕТАЛЛАХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДОВ (ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК) И
- 7. СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ СИСТЕМ С ОГРАНИЧЕННОЙ И НЕОГРАНИЧЕННОЙ ВЗАИМНОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ ПО ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ТЕРМО Э. Д.
- 8. 3. ПОНЯТИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА ПУСТЬ ТЕМПЕРАТУРА Т0 ВО ВСЕХ ТОЧКАХ ОДНОРОДНОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕРЖНЯ (РИС.2) ОДИНАКОВА;
- 9. ХАРАКТЕРИЗУЕТ ВОЗРАСТАНИЕ ТЕРМОЭДС ДЛЯ ДАННОЙ ПАРЫ МЕТАЛЛОВ ПРИ НАГРЕВАНИИ ОДНОГО ИЗ СПАЕВ НА 1° И ОБЫЧНО
- 10. 4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА ЯВЛЕНИЕ ЗЕЕБЕКА НЕ ПРОТИВОРЕЧИТ ВТОРОМУ НАЧАЛУ ТЕРМОДИНАМИКИ, ТАК КАК В ДАННОМ СЛУЧАЕ
- 11. СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНОЙ ИЗ АКТУАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ
- 12. В СВЯЗИ С ЭТИМ В ЛАБОРАТОРИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПРОВОДЯТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СЛЕДУЮЩИХ НАПРАВЛЕНИЯХ:
- 13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА, КАК И ДРУГИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ИМЕЕТ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР. ТАК КАК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ
- 15. Скачать презентацию
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
3. ПОНЯТИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
3. ПОНЯТИЕ
4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА Ь ЗЕЕБЕКА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
ВОЗМОЖНО, НАС ЖДУТ НОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ И УГЛЯ И ТАКИХ МАЛО
ВВЕДЕНИЕ
ВОЗМОЖНО, НАС ЖДУТ НОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ И УГЛЯ И ТАКИХ МАЛО
ОДНАКО С ПОЯВЛЕНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ЗАБЫТЫЙ ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА СНОВА ПРИВЛЕК ВНИМАНИЕ УЧЕНЫХ. И В РЕЗУЛЬТАТЕ БЫЛИ РАЗРАБОТАНЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ. ПРИ НАГРЕВАНИИ ОДНОГО КОНЦА ПОЛУПРОВОДНИКА В НЕМ ПОЯВЛЯЕТСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ: В ПОЛУПРОВОДНИКЕ Р-ТИПА НА ХОЛОДНОМ КОНЦЕ ВОЗНИКАЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД, А В N-ЭЛЕКТРОДЕ - ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ. ЕСЛИ ДВА ЭТИХ ЭЛЕКТРОДА СОЕДИНИТЬ В ФОРМЕ U-ОБРАЗНОЙ КОНСТРУКЦИИ С N-Р-ПЕРЕХОДОМ В НИЖНЕЙ ЧАСТИ, ТО НАГРЕВАНИЕ ЭТОГО СТЫКА ПРИВЕДЕТ К ТОМУ, ЧТО НА ВЕРХНЕМ КОНЦЕ Р-ЭЛЕКТРОДА БУДЕТ НАКАПЛИВАТЬСЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД, А НА ВЕРХНЕМ КОНЦЕ N-ЗЛЕКТРОДА - ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ.
В ИТОГЕ МЕЖДУ НИМИ ПОТЕЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК, ПРИЧЕМ ЭТОТ ПРОЦЕСС БУДЕТ ПРОДОЛЖАТЬСЯ ДО ТЕХ ПОР, ПОКА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР. (И НАОБОРОТ, ПРОПУСКАНИЕ ЧЕРЕЗ ТЕРМОЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА ВЫЗЫВАЕТ ПОГЛОЩЕНИЕ ТЕПЛА И ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, ПОЭТОМУ ЕГО МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ В КАЧЕСТВЕ ХОЛОДИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.)
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ - ОЧЕНЬ КОМПАКТНЫЙ, НЕ ТРЕБУЮЩИЙ НИ ДОРОГОСТОЯЩЕГО ГЕНЕРАТОРА, НИ ГРОМОЗДКОГО ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ - МОЖНО ЛЕГКО УСТАНОВИТЬ ПРАКТИЧЕСКИ В ЛЮБОМ МЕСТЕ И ПОЛЬЗОВАТЬ В КАЧЕСТВЕ УДОБНОГО ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ. ВСЕ, ЧТО ЕМУ ТРЕБУЕТСЯ, - ЭТО ВНЕШНИЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ, НАПРИМЕР КЕРОСИННАЯ ГОРЕЛКА.
ЭФФЕКТ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗЕЕБЕК ТОК.
1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА
ЗЕЕБЕК (SEEBEK) ТОМАС ИОГАНН (9. IV.1770 - 10.
1. ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ ЯВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА
ЗЕЕБЕК (SEEBEK) ТОМАС ИОГАНН (9. IV.1770 - 10.
РАБОТЫ ПОСВЯЩЕНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ, МАГНЕТИЗМУ, ОПТИКЕ. ОТКРЫЛ В 1821 ЯВЛЕНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА (В ПАРЕ "МЕДЬ - ВИСМУТ"), ПОСТРОИЛ ТЕРМОПАРУ И ИСПОЛЬЗОВАЛ ЕЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ПЕРВЫЙ ПРИМЕНИЛ ЖЕЛЕЗНЫЕ ОПИЛКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ СИЛОВЫХ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ИЗУЧАЛ МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА, ХРОМАТИЧЕСКУЮ ПОЛЯРИЗАЦИЮ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА В ПРИЗМАТИЧЕСКОМ СПЕКТРЕ. ОБНАРУЖИЛ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТУРМАЛИНА (1813). ПЕРЕОТКРЫЛ ИНФРАКРАСНЫЕ ЛУЧИ, КРУГОВУЮ ПОЛЯРИЗАЦИЮ, НАМАГНИЧИВАНИЕ ЖЕЛЕЗА И СТАЛИ ВБЛИЗИ ПРОВОДНИКА С ТОКОМ.
В 1821 ГОДУ БЕРЛИНСКИЙ УЧЁНЫЙ ЧЛЕН БЕРЛИНСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ЗЕЕБЕК (1770-1831) РЕШИЛ ВОСПРОИЗВЕСТИ ОПЫТ ЭРСТЕДА ПО ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА МАГНИТНУЮ СТРЕЛКУ. НО ИСТОЧНИКОМ ТОКА БЫЛА НЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ БАТАРЕЯ, А СУХОЙ БЕЗ КАКОГО-ЛИБО ЭЛЕКТРОЛИТА КОНТАКТ ДВУХ МЕТАЛЛОВ. ЗЕЕБЕК УСТАНОВИЛ, ЧТО МАГНИТНАЯ СТРЕЛКА РЕАГИРОВАЛА ТОЛЬКО В ТОТ МОМЕНТ, КОГДА ЭКСПЕРИМЕНТАТОР ПРИКАСАЛСЯ К МЕСТУ КОНТАКТА РУКАМИ. ПРИЧЁМ НЕ ИГРАЛО НИКАКОЙ РОЛИ, БЫЛИ ЛИ РУКИ СУХИМИ ИЛИ ВЛАЖНЫМИ. ЭФФЕКТ ОТСУТСТВОВАЛ ДАЖЕ В ТОМ СЛУЧАЕ, КОГДА КОНТАКТ СЖИМАЛСЯ РУКАМИ ЧЕРЕЗ ВЛАЖНУЮ БУМАГУ. НО ПРИ СЖАТИИ ЧЕРЕЗ СТЕКЛО ИЛИ МЕТАЛЛ СТРЕЛКА ОТКЛОНЯЛАСЬ. ПРОВЕДЯ МНОГОЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, ЗЕЕБЕК УБЕДИЛСЯ, ЧТО СУТЬ ЯВЛЕНИЯ В ТЕПЛЕ РУК, КОТОРЫМИ ЭТОТ КОНТАКТ СЖИМАЛСЯ. ПОЭТОМУ ЭТОТ ЭФФЕКТ БЫЛ НАЗВАН ТЕРМОМАГНИТНЫМ.
ЭТИ ЭКСПЕРИМЕНТЫ БЫЛИ ВСКОРЕ ПОДТВЕРЖДЕНЫ ЭРСТЕДОМ И ФУРЬЕ. ВЫЯСНИЛОСЬ, ЧТО ЭЛЕМЕНТ ЗЕЕБЕКА НЕ ТОЛЬКО СОЗДАЁТ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, НО И СПОСОБЕН РАЗЛАГАТЬ ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. ЭТИМ ОН УПОДОБЛЯЕТСЯ ХИМИЧЕСКОМУ ИСТОЧНИКУ ТОКА. ПОЭТОМУ ЭТО ЯВЛЕНИЕ БЫЛО НАЗВАНО ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ.
НАДО ОТДАТЬ ДОЛЖНОЕ БЕРЛИНСКОМУ ПРОФЕССОРУ. ОН САМ, ПРОВЕДЯ МНОЖЕСТВО ЭКСПЕРИМЕНТОВ, НАКОПИЛ МАССУ НЕОПРОВЕРЖИМОГО МАТЕРИАЛА, КОТОРЫЙ НЕ ТОЛЬКО ЗАСТАВИЛ ЕГО ОТКАЗАТЬСЯ ОТ СВОЕЙ ГИПОТЕЗЫ, НО И ПРЕДОСТАВИЛ НАУКЕ МНОГО НОВЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
ЗЕЕБЕК ДОСТИГ НЕМАЛЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ, ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ДРУГИХ
ЗЕЕБЕК ДОСТИГ НЕМАЛЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ, ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ДРУГИХ
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
В МЕТАЛЛАХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
В МЕТАЛЛАХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО В ЗАМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ВОЗНИКАЕТ ТЕРМО Э. Д. С. ЕСЛИ МЕСТА КОНТАКТОВ ПОДДЕРЖИВАЮТСЯ ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРА - ТУРАХ. ЭТА ЭДС ЗАВИСИТ ТОЛЬКО ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТ ПРИРОДЫ МАТЕРИАЛОВ, СОСТАВЛЯЮЩИХ ТЕРМОЭЛЕМЕНТ. ТЕРМО Э. Д. С. ДЛЯ ПАР МЕТАЛЛОВ МОЖЕТ ДОСТИГАТЬ 50 МКВ/ГРАДУС; В СЛУЧАЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЕЛИЧИНА ТЕРМО Э Д С ВЫШЕ (10 ВО 2-ОЙ + 10 В 3-ЕЙ МКВ/ГРАДУС).
ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ, ЗАКЛЮЧАЮЩИЙСЯ В ТОМ, ЧТО КОНТРОЛИРУЕМУЮ ЗОНУ НАГРЕВАЮТ, ПРОПУСКАЯ ЧЕРЕЗ НЕЕ В ТЕЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕННОГО ВРЕМЕНИ ПОСТОЯННЫЙ ПО ВЕЛИЧИНЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК, ИЗМЕРЯЮТ ПРИ ПОМОЩИ ТЕРМОПАРЫ-ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ЕЕ НАГРЕВА И СУДЯТ О НАЛИЧИИ ДЕФЕКТА ПО ОТКЛОНЕНИЮ ЭТОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА БЕЗДЕФЕКТНОЙ ЗОНЫ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО С ЦЕЛЬЮ КОНТРОЛЯ ЗОНЫ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ РАЗНЫХ МЕТАЛЛОВ, НАПРИМЕР, КОНТАКТНЫХ УЗЛОВ РАДИОДЕТАЛЕЙ, В КАЧЕСТВЕ ТЕРМОПАРЫ-ДАТЧИКА ИСПОЛЬЗУЮТ ТЕРМОПАРУ, ОБРАЗОВАННУЮ СОЕДИНЕННЫМИ МЕТАЛЛАМИ.
ДЛЯ ПРОВЕРКИ КАЧЕСТВА СВАРНОГО ШВА СНИМАЮТ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПОПЕРЕК ШВА. ПИКИ И ВПАДИНЫ НА КРИВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГОВОРЯТ О НЕОДНОРОДНОСТИ ШВА, А ИХ ВЕЛИЧИНА - О СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ. БЫСТРО И НАГЛЯДНО.
ЕСЛИ В РАЗРЫВ ОДНОЙ ИЗ ВЕТВЕЙ ТЕРМОЭЛЕМЕНТА ВКЛЮЧИТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ЛЮБОЕ ЧИСЛО ПРОВОДНИКОВ ЛЮБОГО СОСТАВА, ВСЕ СПАИ (КОНТАКТЫ) КОТОРЫХ ПОДДЕРЖИВАЮТСЯ ПРИ ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ТЕМПЕРАТУРЕ, ТО ТЕРМО Э. Д. С. В ТАКОЙ СИСТЕМЕ БУДЕТ РАВНА ТЕРМОЭДС ИСХОДНОГО ЭЛЕМЕНТА.
ТЕРМОПАРА, СОДЕРЖАЩАЯ ЗАЩИТНЫЙ ЧЕХОЛ, ТЕРМОЭЛЕКТРОДЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ, РАБОЧИЕ КОНЦЫ, КОТОРЫХ СНАБЖЕНЫ, СНАБЖЕНЫ ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ ПЕРЕМЫЧКОЙ, ОБРАЗУЮЩЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СПАЙ, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ТЕРМОПАРЫ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ВИБРАЦИИ И БОЛЬШИХ СКОРОСТЕЙ НАГРЕВА, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СПАЙ ТЕРМОПАРЫ ВЫПОЛНЕН В ВИДЕ СЛОЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО МЕТАЛЛА,РАСПОЛОЖЕННОГО НА ДНЕ ЗАЩИТНОГО ЧЕХЛА.
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВ, УЧАСТВУЮЩИХ В КОНТАКТЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ И ВЕЛИЧИНА ТЕРМО Э. Д. С.
СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ СИСТЕМ С ОГРАНИЧЕННОЙ И НЕОГРАНИЧЕННОЙ ВЗАИМНОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ ПО
СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ СИСТЕМ С ОГРАНИЧЕННОЙ И НЕОГРАНИЧЕННОЙ ВЗАИМНОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ ПО
3. ПОНЯТИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА
ПУСТЬ ТЕМПЕРАТУРА Т0 ВО ВСЕХ ТОЧКАХ ОДНОРОДНОГО
3. ПОНЯТИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА
ПУСТЬ ТЕМПЕРАТУРА Т0 ВО ВСЕХ ТОЧКАХ ОДНОРОДНОГО
НАГРЕЕМ ОДИН КОНЕЦ СТЕРЖНЯ И БУДЕМ ЕГО ПОДДЕРЖИВАТЬ ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ Т>Т0. ПРОТИВОПОЛОЖНЫЙ ЖЕ КОНЕЦ БУДЕМ НЕПРЕРЫВНО ОХЛАЖДАТЬ ТАК, ЧТОБЫ ЕГО ТЕМПЕРАТУРА Т0 ОСТАВАЛАСЬ НЕИЗМЕННОЙ. ТОГДА В СТЕРЖНЕ УСТАНОВИТСЯ ГРАДИЕНТ ТЕМПЕРАТУРЫ, И ЧЕРЕЗ НЕГО БУДЕТ ИДТИ ПОСТОЯННЫЙ ПОТОК ТЕПЛА. ПЕРЕНОС ТЕПЛА В МЕТАЛЛАХ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ В ОСНОВНОМ ДВИЖЕНИЕМ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ. ПРИ ЭТОМ ЭЛЕКТРОНЫ, ПРОХОДЯЩИЕ ЧЕРЕЗ СЕЧЕНИЕ 1-1 ИЗ ОБЛАСТИ С БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ, ПЕРЕНОСЯТ С СОБОЙ БОЛЬШЕ ЭНЕРГИИ, ЧЕМ ЭЛЕКТРОНЫ, ПРОХОДЯЩИЕ ЧЕРЕЗ ТО ЖЕ СЕЧЕНИЕ В ПРОТИВОПОЛОЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ. ВСЛЕДСТВИЕ РАЗЛИЧИЯ СКОРОСТЕЙ ЭЛЕКТРОНОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В ОБЛАСТЯХ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ, ОКАЖЕТСЯ РАЗЛИЧНЫМ И ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ СЕЧЕНИЕ 1 - 1 В ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ. ТАКИМ ОБРАЗОМ, В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ НАЛИЧИЕ ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУРЫ ВДОЛЬ СТЕРЖНЯ СОЗДАЕТ ПОСТОЯННУЮ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ЕГО КОНЦАХ, ВЕЛИЧИНА КОТОРОЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНА ГРАДИЕНТУ ТЕМПЕРАТУРЫ.
ЕСЛИ СПАЯТЬ В ОДНОМ МЕСТЕ ДВА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛА 1 И2, И НАГРЕТЬ СПАЙ ДО НЕКОТОРОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Т, ПРЕВЫШАЮЩЕЙ ТЕМПЕРАТУРУ ОБОИХ КОНЦОВ Т0 (РИС.3, А), ТО ИЗ-ЗА РАЗЛИЧНОГО ПАДЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ОБОИХ МЕТАЛЛОВ И ИХ ЭЛЕКТРОННЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПОТЕНЦИАЛЫ СВОБОДНЫХ КОНЦОВ БУДУТ РАЗЛИЧНЫ, И МЕЖДУ МЕТАЛЛАМИ ВОЗНИКНЕТ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ U. ЕСЛИ НАГРЕТЬ ТАКОЙ СПАЙ ДО ДРУГОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Т' (РИС.3, Б), ТО МЕЖДУ СВОБОДНЫМИ КОНЦАМИ УСТАНОВИТСЯ ДРУГОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ U.
ХАРАКТЕРИЗУЕТ ВОЗРАСТАНИЕ ТЕРМОЭДС ДЛЯ ДАННОЙ ПАРЫ МЕТАЛЛОВ ПРИ НАГРЕВАНИИ ОДНОГО ИЗ
ХАРАКТЕРИЗУЕТ ВОЗРАСТАНИЕ ТЕРМОЭДС ДЛЯ ДАННОЙ ПАРЫ МЕТАЛЛОВ ПРИ НАГРЕВАНИИ ОДНОГО ИЗ
4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА
ЯВЛЕНИЕ ЗЕЕБЕКА НЕ ПРОТИВОРЕЧИТ ВТОРОМУ НАЧАЛУ ТЕРМОДИНАМИКИ, ТАК
4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА
ЯВЛЕНИЕ ЗЕЕБЕКА НЕ ПРОТИВОРЕЧИТ ВТОРОМУ НАЧАЛУ ТЕРМОДИНАМИКИ, ТАК
ЯВЛЕНИЕ ЗЕЕБЕКА ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ДЛЯ ЭТОГО ПРИМЕНЯЮТСЯ ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ, ИЛИ ТЕРМОПАРЫ - ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУР, СОСТОЯЩИЕ ИЗ ДВУХ СОЕДИНЕННЫХ МЕЖДУ НИМ С МЕЖДОУЗЕЛЬНЫМИ РАССТОЯНИЯМИ В РЕШЕТКЕ МЕТАЛЛА. ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В ДИФФУЗИИ ЧЕРЕЗ КОНТАКТНЫЙ СЛОЙ, СОСТАВЛЯЕТ ПРИМЕРНО 2 % ОТ ОБЩЕГО ЧИСЛА ЭЛЕКТРОНОВ, НАХОДЯЩИХСЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА. СТОЛЬ НЕЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ В КОНТАКТНОМ СЛОЕ, С ОДНОЙ СТОРОНЫ, И МАЛАЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ДЛИНОЙ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА ЭЛЕКТРОНА ЕГО ТОЛЩИНА - С ДРУГОЙ, НЕ МОГУТ ПРИВЕСТИ К ЗАМЕТНОМУ ИЗМЕНЕНИЮ ПРОВОДИМОСТИ КОНТАКТНОГО СЛОЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ОСТАЛЬНОЙ ЧАСТЬЮ МЕТАЛЛА. СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ЧЕРЕЗ КОНТАКТ ДВУХ МЕТАЛЛОВ ПРОХОДИТ ТАК ЖЕ ЛЕГКО, КАК И ЧЕРЕЗ САМИ МЕТАЛЛЫ, Т.Е. КОНТАКТНЫЙ СЛОЙ ПРОВОДИТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ОБОИХ НАПРАВЛЕНИЯХ (1→2 И 2→1) ОДИНАКОВО НЕ ДАЕТ ЭФФЕКТА ВЫПРЯМЛЕНИЯ, КОТОРЫЙ ВСЕГДА СВЯЗАН С ОДНОСТОРОННЕЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ.
С ПОМОЩЬЮ ЯВЛЕНИЯ ЗЕЕБЕКА, ПОМИМО ТЕМПЕРАТУРЫ, МОЖНО ОПРЕДЕЛЯТЬ И ДРУГИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ, ИЗМЕРЕНИЕ КОТОРЫХ МОЖЕТ БЫТЬ СВЕДЕНО К ИЗМЕРЕНИЮ ТЕМПЕРАТУР: СИЛЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОТОКА ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ, ДАВЛЕНИЯ ГАЗА И Т.Д.
ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ СОЕДИНЯЮТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО В ТЕРМОБАТАРЕИ. ПРИ ЭТОМ, ВСЕ ЧЕТНЫЕ СПАИ ПОДДЕРЖИВАЮТСЯ ПРИ ОДНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ, А ВСЕ НЕЧЕТНЫЕ - ПРИ ДРУГОЙ. ЭДС ТАКОЙ БАТАРЕИ РАВНА СУММЕ ТЕРМОЭДС ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
МИНИАТЮРНЫЕ ТЕРМОБАТАРЕИ (ТАК НАЗЫВАЕМЫЕ ТЕРМОСТОЛБИКИ) С УСПЕХОМ ПРИМЕНЯЮТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА (КАК ВИДИМОГО, ТАК И НЕВИДИМОГО). В СОЕДИНЕНИИ С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ГАЛЬВАНОМЕТРОМ ОНИ ОБЛАДАЮТ ОГРОМНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ: ОБНАРУЖИВАЮТ, НАПРИМЕР, ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ РУКИ.
ТЕРМОБАТАРЕЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ ИНТЕРЕС И КАК ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. ОДНАКО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕРМОЭЛЕМЕНТОВ НЕЭФФЕКТИВНО, ПОЭТОМУ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНОЙ ИЗ АКТУАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.
СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНОЙ ИЗ АКТУАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.
В СВЯЗИ С ЭТИМ В ЛАБОРАТОРИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПРОВОДЯТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И
В СВЯЗИ С ЭТИМ В ЛАБОРАТОРИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПРОВОДЯТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА, КАК И ДРУГИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ИМЕЕТ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР.
ТАК КАК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА, КАК И ДРУГИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ИМЕЕТ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР.
ТАК КАК
С ДРУГОЙ СТОРОНЫ, ТЕРМОЭДС НАХОДИТ ШИРОКОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА В МЕТАЛЛАХ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ТЕРМОПАРАХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР. ЧТО КАСАЕТСЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ, В КОТОРЫХ ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ, ТО В НИХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ, ОБЛАДАЮЩИЕ ГОРАЗДО БОЛЬШИМИ ТЕРМОЭДС.