Термоэлектричество

Элементарная теория термоэлектричества [c.267]

Природу термоэлектричества в металле можно качественно понять на основе простой модели свободного электронного газа. Краткое введение в элементарную теорию электропроводности было дано в начале гл. 5. Модель свободного электронного газа не может дать количественных показаний, но позволяет понять механизм явления. Далее можно построить более сложную теорию, включающую зависимость рассеяния электронов решеткой от их энергии, явление увлечения электронов фононами и т. д. Приведенные ниже элементы теории заимствованы из книги Бернара [3], где современные идеи о термоэлектричестве изложены очень ясно (см. также [12]). [c.267]

Очевидно, что конкретный механизм рассеяния электронов играет для термоэлектричества важную роль. Можно, например, предположить, что электроны, имеющие большую скорость, должны рассеиваться атомами решетки под меньшими углами, чем электроны с меньшей скоростью. Другими словами, средняя длина свободного пробега электронов будет зависеть от их кинетической энергии. Это верно в целом, но конкретная взаимосвязь длины пробега и энергии сложна и сильно зависит от электронной структуры решетки. Сложность связи между длиной пробега и энергией электронов не дает возможности получить количественное описание термоэлектричества, хотя качественно картина явления проста. Другими словами, наших сведений о поверхности Ферми реального металла недостаточно для вычисления термо-э.д.с. Следует отметить, что для полупроводников ситуация проще, поскольку число электронов и дырок, участвующих в процессе проводимости, значительно меньше. В этом случае модель электронного газа, в которой частицы подчиняются статистике Максвелла — Больцмана, лучше отражает истинную природу явления. [c.268]

Выше при обсуждении природы термоэлектричества рассматривался только эффект Зеебека, который представляет основу для из.мерения температуры термопарами. Остановимся кратко на других проявлениях термоэлектричества — эффектах Пельтье и Томсона. [c.270]

Дальнейшее обсуждение механизмов термоэлектричества выходит за рамки настоящей книги, основная цель которой — показать, каким образом можно измерять температуру термопарами. Основная цель краткого знакомства с теорией — выяснить, почему термо-э.д.с. сильно зависит от состава, однородности и отжига материала. Отметим, что во всяком хорошем устройстве для измерения температуры термопарой, где соединение двух электродов находится в области постоянной температуры, роль спая состоит лишь в создании электрического контакта. Каким образом он выполнен и имеется ли диффузия одного сплава в другой в области спая, не имеет значения для величины термо-э. д. с., развивающейся в области температурного градиента. [c.273]

В начале этой главы, где рассматривались основы теории термоэлектричества, упоминалось о влиянии давления на тер-мо-э. д. с. Причины этого влияния ясны и состоят в изменении уровня Ферми при сжатии решетки под давлением, однако никаких количественных предсказаний теория дать не может. [c.305]

При одновременном протекании двух явлений они, налагаясь друг на друга, вызовут появление новых эффектов. При наложении теплопроводности и электропроводности появляется термоэлектричество, при наложении диффузии и теплопроводности появляется термодиффузия и т. д. [c.235]

Термоэлектричество. Возникающая на переходе разность потенциалов действует как сторонняя электродвижущая сила. Рассмотрим замкнутую цепь, состоящую из двух различных проводников, переходы между которыми поддерживаются при температурах Tj и Т2 (рис. 113). Разности потенциалов на переходах равны [c.348]

Одним из самых распространенных применений термоэлектричества являются приборы для измерения температуры. Если в цепи (рис. 113) измерить силу термотока и известны все характеристики цепи и переходов, то по температуре одного из перехо- [c.348]

Первый был открыт еще в 1821 году немецким ученым Т. Зеебеком, который, как мы уже говорили, установил, что если спаять концы двух проволок из разных металлов, а затем этот спай нагреть, то по проволочкам пойдет электрический ток. Мы обычно называем теперь такой ток термоэлектричеством, а устройство из двух проволочек — термоэлементом. [c.204]

При абсолютном нуле электропроводность идеальной решетки бесконечно велика. Дефекты в реальной решетке являются причиной появления электросопротивления. Из теории потенциальной ямы следует, например, объяснение таких понятий, как контактное напряжение, термоэлектричество (см. 1.11.3.3) и работа выхода. [c.139]

Термоэлектричество 13 Токи утечки 217 Томсон 12, 207 Томсона эффект 47, 207 Требуемая точность измерения 76 [c.494]

Термоэлектрические явления [9.7 . Эффект Зеебека, или термоэлектричество. Термоэлектродвижущая сила (т. э. д. с.) возникает, если между обоими контактами проводников А и В, составляющих контур, имеется разность температур. Определяется [c.81]

В современных АЭС тепло, генерируемое в ядерном реакторе, с помощью турбины преобразуется в механическую энергию, которая затем в генераторе превращается в электричество. Однако этот способ преобразования не позволяет полностью использовать преимущества ядерного топлива. Например, максимальная температура пара в турбине не превышает 550—600° С, а температура ядерного топлива в реакторе достигает 2000° С и более. Поэтому в целях повышения эффективности использования реакторных источников тепла за последние годы начали исследовать непосредственные способы преобразования энергии, в том числе с применением термоэлектричества. [c.204]

Опыт показывает, что если два или более явлений переноса протекают в системе одновременно, то появляются новые эффекты. При наличии теплопроводности и электропроводности возникает термоэлектричество, диффузия и теплопроводность вызывают термодиффузию. [c.230]

Если два или больше таких явлений протекают одновременно, то они налагаются друг на друга и вызывают появление нового эффекта. Такими эффектами оказываются термоэлектричество, возникающее от наложения температурных и электрических полей термодиффузия, возникающая от наложения полей концентраций и температуры эффект Холла, возникающий от наложения электрических и магнитных полей, и др. [c.154]

Эти ограничения станут яснее, если кратко рассмотреть теорию термоэлектричества. Легко показать качественно, каким образом примеси, фазовый состав или дефекты решетки изменяют термо-э.д.с. термопары, а затем сделать выводы, касающиеся отжига термопары и обращения с ней, с тем чтобы получить хо-рощую воспроизводимость. Природа термоэлектричества хорошо известна, однако теория не может предсказать с нужной для практики точностью термоэлектрические свойства конкретного металла или сплава. Ниже будет показано, что термоэлектричество определяется особенностями рассеяния электронов про- [c.265]

Принцип работы таких установок заключается в получении термоэлектричества за счет тепла, выделяемого при радиоактивном распаде или в цепной реакции. Установки первого типа называются изотопными источниками тока, второго — реакторами-термопреобразоеателями. [c.407]

Теоретическое исследование температурной зависимости электрического сопротивления в значительной степени аналогично исследованию температурной зависимости теплоемкости, но отличается некоторыми дополнительными осложнениями. Для проведения такого исследования необходимы сведения не только о колебаниях решетки, но и о механизме взаимодействия между электронами и ионами, или, как говорят, о рассеянии электронов. Последний вопрос в свою очередь включает некоторые детали поведения самой совокупности электронов. Введенное Планком представление о нулевой энергии колебаний решетки не повлияло на теорию теплоемкости твердых тел много позже было выяснено, что нулевые колебания решетки не вносят вклад и в электрическое сопротивление металла (Блох, Хаустон и Зоммер-фельд). В настоящее время можно с полным основанием утверждать, что механизм электрического сопротивления, обусловленного колебаниями решетки, предложенный в работах периода 1927—1932 гг., в общих чертах был правилен (хотя этого нельзя сказать относительно некоторых вопросов в теории теплопроводности и термоэлектричества). Тем не менее оставалось много вопросов, в которых численное согласие расчетов с экспериментом и детальное понимание процессов были далеко недостаточными. Таким образом, хотя расчет теплоемкости простых твердых тел не вызывает сомнения, однако относительно электрического сопротивления простого металла этого сказать нельзя. [c.187]

Рассмотрим вопрос о том, сохраняется ли при наличии температурного градиента действительное термическое равновесие, упомянутое в конце п. 25. Заслуживает внимания тот факт, что хотя экспериментальные результаты по электропроводности в целом прекрасно согласуются с теорией, однако в случаях теплопроводности и термоэлектричества количественные расхождения с теорией остаются все еще очень больвпгми. Так, до сих пор нет никаких экспериментальных доказательств существования предсказываемого теорией резко выраженного минимума теплопроводности чистых металлов вблизи T k-i Q,2b. Трудно согласовать с теорией отношение элект-poHHoii теплопроводности при высокой и низкой температурах. Выше уже упоминалось, что теоретическая интерпретация измерений термо-э. д. с. при низких температурах встречает значительные трудности. С другой стороны, Зиман [102] недавно выступил с утверждением, что видоизменение теории, при котором количественно учитываются процессы переброса, приводит [c.218]

В проблеме создания реакторов традиционно выделяют нейтронно-физический и инженерный аспекты, при этом вопросы, связанные с исследованием различных физических процессов, сопровождающих работу реакторной установки как тепловой машины (тепломассообмен, гидродинамика, термомеханика, термоэлектричество и термоэмиссия для реакторов-преобразователей и т. п.), обычно объединяют термином инженерно-физические. Сюда часто относят также вопросы динамики и регулирования реактора. [c.8]

Электрич. поле К. р. п. изменяет концентрации свободных носителей заряда (электронов, дырок) в при-контактном слое. Когда концентрация оси. носителей заряда Б полупроводниках понижается, прикоитактный слой представляет собой область повыш. сопротивления (запирающий слой). Т. к. концентрация носителей и, следовательно, сопротивление контакта изменяются несимметрично в зависимости от знака приложенного напряжения, то контакт двух полупроводников обладает вентильным (выпрямляющим) свойством. С К. р. п. связаны также вентильная фотоэдс, термоэлектричество В ряд др. электропных явлении. Па существовании [c.445]

Нгиболее широкое применение теллур нашел в области термоэлектричества. Он является важным компонентом термоэлектрических элементов, которые можно использовать как источники энергии и для Охлаждения. [c.755]

Явление Зеебека (термоэлектричество). Если гщжду контактами проводников А я В, составляющими контур, имеется разность температур, то в цепи возникает термоэлектродвижу-щая сила т. э. д. с.), которая определяется соотношением е,Ав Та) дУАв ТхТо)1дТ Т(1, где Уав — разность потенциалов, возникающая в контуре. [c.299]

В 1821 г. немецкий физик Зеебек открыл термоэлектрический эффект и указал на возможность использования этого эффекта для измерения температуры. Практические измерения на основе термоэлектричества были проведены лишь в конце XIX в. почти одновременно и независимо друг от друга французскими физиками Беккере-лем и Ле-Шателье в 1887 г., Барусом в 1889 г. Большой промежуток времени между открытием эффекта и его применением для измерения температуры объясняется досадным недоразумением, связанным с ошибочными публикациями Реньо. Авторитетное утверждение Реньо [c.13]

Голдсмит Г. Применения термоэлектричества. Пер. с англ. М., Физмат- [c.252]

Будучи за границей М. П. Авенариус выполнил две первые научные работы по термоэлектричеству. В этих работах он показал, что э. д. с. термоэлемента является функцией второй степени температуры. Работы Авенариуса по термоэлекричеству дали ему основание -ДЛЯ магистерской, а затем и докторской диссертаций. [c.580]

Вернувшись в 1864 г. из-за граничной командировки, Авенариус представил на физико-математический факультет Петербургского университета магистерскую диссертацию на тему О термоэлектричестве , которую успешно зашитил в начале 1865 г. В марте этого же года Авенариус был утвержден доцентом по кафедре физики [c.580]

Зеебек (Seebe k) Томас Иоган (1 770-1831) — немецкий физик. Научные труды посвящены электромагнетизму и оптике. Открыл (1831 г.) явление термоэлектричества (в паре медь — висмут), построил термопару и использовал ес для измерения температуры. [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...