Тепловые и термоэлектрические эффекты

Тепловые и термоэлектрические эффекты [c.294]

Решетка дает заметный вклад в термоэлектрический эффект также и в случае полупроводников. Теоретическое рассмотрение в этом случае усложняется, так как электроны взаимодействуют только с фононами очень низкой частоты кш 4 КТ), и поэтому необходимо рассматривать в явном виде не только взаимодействие между электронами и фононами, но также взаимодействие низкочастотных фононов с фононами тепловых частот. Этот вопрос подробно обсуждался Херрингом [189] (см. также [23]). [c.286]

Для обеспечения стабильности температуры Гд теплоизолируемой поверхности, когда в окружающую среду с температурой Tj необходимо сбрасывать избыточную тепловую энергию при условии Т > Гц, может оказаться целесообразным использование термоэлектрических эффектов в термоизоляции [18]. Без затрат дополнительной энергии такой процесс термодинамически невозможен. Передать тепловую энергию в направлении повышения температуры удается за счет энергии электрического тока, протекающего в цепи из разнородных проводников, которые обладают достаточно сильно выраженным эффектом Пельтье. Этот эффект заключается в выделении (или поглощении) тепловой мощности в месте контакта разнородных материалов в зависимости от направления тока I и количественно характеризуется выражением [28] [c.79]

А. Ф. Иоффе нашел еще одно применение термоэлектрического эффекта, высказав интересную мысль о возможности его использования для определения коэффициента температуропроводности полупроводникового образца. Нахождение указанной характеристики полупроводника мыслилось осуществить путем пропускания через цепь, содержащую контактирующиеся полупроводниковые образцы п и р-типа, переменного электрического тока и создания таким образом на их границах системы тепловых волн, анализ проникновения которых в глубь материала позволит найти искомое значение его коэффициента температуропроводности а. [c.11]

Измерения физических величин основываются на различных физических явлениях. Например, для измерения температуры используется тепловое расширение тел или термоэлектрический эффект, для измерения массы тел взвешиванием — явление тяготения и т. д. Совокупность физических явлений, на которых основаны измерения, называют принципом измерения. Принципы измерений не рассматриваются в данном пособии. Изучением принципов н методов измерений, видов средств измерений, погрешностей измерений и других вопросов, связанных с измерениями, занимается метрология. [c.6]

При компенсации теплового эффекта процесса термоэлектрическими эффектами абсолютная температура образца или разность температур рабочей и сравнительной ячеек должна поддерживаться постоянной [c.82]

Примечание. Перекрестные эффекты, содержащиеся в решении этой задачи, носят название термоэлектрических эффектов, в частности эффект, возникающий при разомкнутой электрической цепи j = 0) и фиксированном значении перепада температур (ДГ) между подсистемами А(р/AT)j=o — эффект Зеебека при изотермических условиях (ДГ = 0) и фиксированном значении разности электрических потенциалов (Д< ) между подсистемами Jq/j)AT=o = П — эффект Пельтье, где Jq — тепловой поток, j — плотность электрического тока, П — тепло Пельтье. [c.66]

Большой интерес представляет использование в системах обеспечения теплового режима термоэлектрических, элементов на основе эффекта Пельтье. Однако в настоят- шее время указанные элементы имеют слишком низкие холодильные коэффициенты и большую удельную массу. С улучшением характеристик полупроводниковых материалов они смогут найти достаточно широкое применение в СОТР КА. [c.13]

Термоэлемент — теплоэлектрический прибор, основанный на использовании термоэлектрического эффекта идя электротермического эффекта Пельтье и предназначенный для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую или обратно различают термоэлементы металлические, полупроводниковые и комбинированные [9]. [c.155]

Выражения для плотности электрического тока (8.81) и плотности теплового потока (8.82) позволяют построить кинетическую теорию термоэлектрических явлений — эффектов соответственно Зеебека, Пельтье и Томсона. [c.160]

Анализ вопроса показывает, что подобное требование удается удовлетворить. Более того, при определенной организации опыта удается освободиться от другого ограничивающего метод условия, заключающегося в возможности определения указанных теплофизических характеристик лишь для материалов, обладающих ярко выраженными термоэлектрическими свойствами, поскольку именно этот принцип кладется в основу создания тепловых волн в образце. При этом можно рассчитать и построить экспериментальную установку, использующую в качестве тепловых волн эффект Пельтье в полупроводниках, но пригодную для измерения теплофизических характеристик любых полупроводниковых материалов и даже диэлектрических кристаллов. [c.14]

В последнее время в ряде отраслей промышленности стали применять печи аэродинамического подогрева, имеющие принципиально отличный от традиционных механизм получения требуемой температуры нагрева — в них отсутствуют термоэлектрические, пламенные и другие нагреватели. Принцип действия новых печей основан на использовании эффекта аэродинамических потерь, создаваемого замкнутым скоростным потоком воздуха или газа (10—40 м/с) при вращении центробежного вентилятора специальной конструкции. В этом случае почти вся механическая энергия эквивалентно преобразуется в тепловую, тепло нагреваемым электродам передается только конвективным способом. Такой способ нагрева обеспечивает очень низкий перепад температур в объеме рабочей камеры (1—3 °С) и высокий КПД (до 0,9), что значительно снижает удельный расход электроэнергии по сравнению с обычными электронагревательными печами. [c.78]

ПИРОМЕТРИЯ, измерение высоких при помощи соответствующих приборов, пирометров. Границу, с которой начинаются высокие t°, условно считают лежащей ок, 600°. Приборы, главная область применения которых лежит прй более низкой i°, следует называть термометрами (см. Термометрия). По существу многие термометры, например кварцевый, наполненный ртутью, или электрический термометр сопротивления, могут применяться и для измерения более высоких Г, а с другой стороны, такие пирометры, как термоэлектрические, употребляются очень часто и для t° ниже 600°. К пирометрам в собственном смысле следует причислить три следующих основных типа 1) термоэлектрические, измеряющие i° по изменению эдс термопары 2) оптические, измеряющие t° по спектральным особенностям накаленного тела, и 3) радиационные— по тепловому эффекту накаленного тела. [c.223]

При работе с обычными упорами достигается точность 3 и 4-го классов. Некоторое повышение точности дают упоры, разработанные ЭНИМС, действие которых основано на использовании термодинамического эффекта. При этом шлифовальный круг быстрым перемещением доводится до контакта с термоэлектрическим элементом и за счет теплового расширения последнего под действием электрического тока совершается рабочее перемещение. [c.329]

Книга посвящена рассмотрению широкого круга физических явлений, определяющих принципы построения и работы РЭА и ЭВЛ и технологических процессов их изготовления — физической природе механических, тепловых,, алектрнческих и магнитных свойств твердых тел н пленок, адгезионной связа и механической стабильности и надежности пленочных структур, природе кои-тактных и поверхностных явлений, термоэлектрических, гальваномагнитных, оптических и фотоэлектрических эффектов и механизму переноса зарядов через топкие пленки. [c.2]

Термоэлектрический эффект используется также для измерения температур (термопары), и при других измерениях, которые могут быть сведены к измерению температуры. В тепловых фотоприемниках (термоэлементах) свет поглощается зачерненной приемной площадкой, к которой присоединен спай термопары, и нагревает их. По величине возникающей термо-э.д.с. можно определить мощность светового потока. В тепловых амперметрах ток пропускается через спай термопары и нагревает его. По величине возникающей при этом термо-э. д. с. определяется сила тока. В вакуумметрах через металлический проводник, к середине которого присоединен спай-термопары, пропускается фиксированный ток. Температура спая будет различной в зависимости от теплопроводности окружаюп1,ега газа. Последняя же определяется давлением газа. Поэтому, измеряя возникающую термо-з. д. с., можно определить давление газа. Этим методом удобно измерять давления в дапазоне 10 —10 Па. [c.263]

Исходя из представления о спаренных электронах, которые все находятся в одном и том же квантовом состоянии, можно получить очень хорошее описание сверхпроводящего тока. Подтверждением этого может служить отсутствие термоэлектрических эффектов в сверхпроводнике (см. стр. 344). Если бы ток в сверхпроводнике, как и в нормальном металле, представлял собой течение неупорядоченных эпектронов, то он сопровождался бы тепловым потоком (эффект Пельтье). [c.365]

Здесь Lkj являются константами и называются феноменологическими коэффициентами . Отметим, что (16.1.2) подразумевает, что, например, такая сила, как градиент (l/T), может вызьгеать не только поток теплоты, но и другие потоки, как, например, поток вещества или электрический ток 1 Термоэлектрический эффект выявляет один из таких перекрестных эффектов, при котором температурный градиент вызьшает не только тепловой поток, но и электрический ток, и наоборот (рис. 16.1). Другой пример —перекрестная диффузия, при которой градиент концентрации одного компонента [c.337]

Рис. 16.1. Термоэлектрический эффект — перекрестный эффект между термодинамическими силами и потоками, о —эффект Зеебека два разнородных металлических проводника соединены в цепь, и каждое соединение находится при ргизных температурах. В результате генерируется ЭДС. Эта ЭДС, составляющая 10 В/К, может различаться от образца к образцу. 5—эффект Пельтье два соединения находятся при одинаковой температуре и через них проходит ток. Электрический ток приводит к появлению теплового потока от одного соединения к другому. Тепловой поток Пельтье обычно составляет 10 Дж/(с А) [1].

Принцип действия. Применение. Термоэлектрический ЧЭ (тёр мопара) воспринимает тепловую энергию и преобразует ее в термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС) для получения информации о температуре. Термопара представляет собой цепь, составленную из двух последовательно соединенных разнородных проводников (или полупроводников) А и В, называемых термоэлектродами. Зона их электрического соединения называется спаями термопары.. Спай, имеющий тепловую связь с объектом теплового воздействия, называется рабочим спаем термопары, а другой спай — свободным спаем. Принцип работы термопары основан на термоэлектрическом эффекте (явление Зеебека), заключающвьхся в возникновении в термопаре ТЭДС при наличии разности температур спаев термопары. Величина ТЭДС зависит также и от материалов термоэле-ктродов. Если температуру свободного спая поддерживать одинаковой и постоянной, то ТЭДС термопары будет зависеть только от температуры I рабочего спая термопары. [c.165]

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, совокупность физ. явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрич. процессами в тв. проводниках. К Т. я. относятся Зеебека эффект, Пельтье эфф ект и Томсона эффект. Причина Т. я.— нарушение теЦлового равновесия в потоке носителей тока. [c.757]

Термореактивные материалы В 29 (способы и устройства для экструдирования С 47/(00-96) термореактивные смолы как формовочный материал К 101 10> Термостаты, использование для регулирования охлаждения двигателей F 01 Р 7/12 7/16 Термоформование изделий из пластических материалов В 29 С 51/(00-46) Термочувствительные [краски или лаки С 09 D 5/26 элементы (биметаллические G 12 В 1/02 тепловых реле Н 01 Н 61/(02-04))] Термоэлектрические [пирометры G 01 J 5/12 приборы (использование в термометрах G 01 К 7/00 работающие на основе эффекта Пельтье или Зеебека Н 01 L 35/(28-32))] Тигельные печи тепловой обработки 21/04 печей 14/(10-12)) лабораторные В 01 L 3/04 плавильные для литейного производства В 22 D 17/28] Тиски В 25 В (1/00-1/24 ручные 3/00) Тиснение бумаги В 31 F 1/07 картонажных изделий В 31 В 1/88 металлическое В 41 М 1/22 поверхности пластических материалов В 29 С 59/00 способы В 44 С 1/24) Титан [С 22 С (сплавы на его основе 14/00 стали, легированные титаном 38/(14-60)) С 25 (травление или полирование электролитическими способами F 3/08, 3/26 электроды на основе титана для электрофореза В 11/10)] Токарная обработка [древесины В 27 О <15/(00-02) инст рументы 15/(00-02)) камня В 28 D 1/16 пластмасс и подоб ных материалов В 29 С 37/00] Токарные станки [В 23 <В (3 25)/00 затыловочные В 5/42 конструктивные элементы и вспО могательные устройства В 17/00-33/60 линии токарных станков В 3/36 для нарезания резьбы G 1/00 общего назначения В 3/00-3/34 отрезные В 5/14 резцы для них (В 27/(00-24) изготовление Р 15/30) для скашивания кромок, снятие фаски или грата с концов прутков и труб В 5/16 фрезерные съемные устройства к ним С 7/02)] [c.189]

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР — устройство для непосредств. преобразования тепловой энер] ии н электрическую на основе Зеебека эффекты. В состав Т. г. входят термобатареи, набранные из полупроводнико )ых термоэлементов, соединённых последовательно или параллельно. Идея использования полупроводниковых термоэлементов вместо металлич. термопар принадлежит [c.99]

ТОМСОНА ЭФФЕКТ, объёмное выделение или поглощение тепла в проводнике при совместном действии элек-трич. тока и градиента темп-ры. Относится к термоэлектрическим явлениям анализ к-рых, проведённый Томсоном, привёл к открытию эффекта. При наличии в проводящей среде градиента темп-ры ST и электрич. тока плотностью j тепловая мощность, выделяемая в единице объёма, равна [c.125]

В частности, в изотропной системе скалярные скорости химических реакций могут быть функциями только от химического сродства (но всех реакций, возможных в системе ). Коэффициенты теплопроводности по разным направлениям, образующие вектор теплового потока, могут зависеть не только от проекций вектора У(7 ), но и от проекций векторов V(p,a/T),FalT, а при наличии электрического поля также от проекций V

термоэлектрические явления). Точно так же и проекции диффузионных потоков 1а могут зависеть кроме проекций своей термодинамической силы также от проекций У(Г ) (термодиффузия) и от проекций напряженности поля, а проекции вектора плотности электрического тока, кроме У , в общем случае зависят от У(уМа/7 ) (электрохимический эффект в электролитах) и от У(Г ) (эффект Томсона). Формула для производства энтропии (98.27) с учетом (99.1) приобретает вид [c.572]

Развитие полупроводииковой техники позволило сконструировать высоковакуум ную ловушку, в которой использован эффект термоэлектрического охлаждения [Л. 2-8]. Источником холода в ловушке служит термоэлектрическая полупроводниковая батарея, которая способна создавать на поверхностях конденсации температуру около —30° С. Термоэлектрическая батарея ловушки питается от источника постоянного тока. Потребляемая ловушкой мощность 8—10 вт. На рис. 2-21 показан схематический чертеж ловушки с термоэлектрическим охлаждением. Она состоит из корпуса с водяной рубашкой и электрически изолированным вводом. Термоэлектрическая батарея, состоящая из полупроводниковых термоэлементов, через оксидированное алюминиевое кольцо приклеивается эпоксидной смолой на медное кольцо, имеющее хороший тепловой контакт с корпусом ловушки. К холодным спаям термобатареи прикреплены поверхности конденсации. Питание батареи производится через ввод в корпусе ловушки. [c.31]

Обратимые тепловые эффекты, сопровождающие процессы технического намагничения, дают гораздо меньшие изменения температуры, чем при магнетокалорическом эффекте в области парапроцесса. Поэтому они могут быть исследованы только при сравнительно низких температурах, где парапроцесс и сопутствующий ему магнетокалорический эффект малы. Для измерения указанных эффектов ряд исследователей [1] применил большое число термоэлементов, включенных последовательно, так, чтобы их термоэлектродвижущие силы складывались. При этом каждый спай находился в тепловом контакте с образцом, в то время как электрический контакт отсутствовал (во избежание закорачивания термоэлементов). Последнее достигалось тем, что образец покрывался специальным лаком. Благодаря использованию большого числа термоэлементов обеспечивалась высокая чувствительность к весьма малым изменениям температуры ферромагнитного образца, что позволило довольно подробно исследовать обратимые тепловые эффекты, сопровождающие процессы технического намагничения. Акулов и Киренский [5] для измерений обратимого теплового эффекта при вращении вектора самопроизвольной намагниченности в кристалле никеля применили термоэлемент медь — сплав 10°/о 5Ь, 90 /д В1, обладающий необычайно высокой термоэлектрической чувствительностью. Образец с термоэлементами хорошо теплоизолируется для того, чтобы изменения температуры окружающей среды не влияли на результаты измерений. Для измерений тепловых эффектов в области вращения и смещения применялось следующее устройство [1]. Образец в виде стерженька с прикрепленными к нему термоэлементами помещается в специальном водяном термостате, находящемся внутри соленоида. Проточная вода между стенками этого термостата обеспечивает постоянство температуры вблизи образца. При включении поля измеряются показания гальванометра, к которому подключены (соединенные последовательно) термоэлементы. [c.253]

Из формулы (4.65) можно видеть, что с увеличением реверберации У, т, е. с уменьшением й, тепловой эффект и отклонение прибора будет также возраг стать. Шкала теплового прибора — реверберометра разградуирована в единицах реверберации (секундах). Градуировка зависит как от термоэлектрической константы термопары, так и от начального тока (т. е. установившегося начального уровня силы звука в студии). Здесь кроется один из самых существенных недостатков этого типа реверберометра. В самом деле, как было уже выяснено в разделе ( 10) об эффективной реверберации, сила звука (У ), с которой на-I чинается экспоненциальное затухание в помещении, составляет, по мере приближения микрофона к источнику, все меньшую часть общей силы-звука. Соответственно уменьшается и время действительного затухания по отношению к времени затухания т общего уровня ). Изложенная приближенная теория теплового реверберометра говорит за то, что при приближении микрофона к источнику звука, отсчеты реверберометра должны уменьшаться. [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...