热电
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热电,也叫Peltier-Seebeck效应,直接转换的热成电或者说电通过两个相关的机制转化为热塞贝克效应和珀尔帖效应.
当两种金属发生电接触时,电子会从束缚较少的金属流出,流入另一种金属。所谓束缚是由位置来衡量的费米能级金属中的电子;级别越高,绑定越低。费米能级代表了金属传导带内电子所占据的能级和未被占据的能级之间的能量界限。电子在费米能级的能量是−W相对于金属外的自由电子。电子流在接触的两个导体之间继续,直到改变静电势带来两种金属的费米能级(W1而且W2)相同的价值.这个静电势被称为接触势φ12并且由eϕ12=W1−W2,在那里e是1.6 × 10−19库仑.
如果一个闭合电路是由两种不同的金属制成的,就不会有网电动势在电路中,由于两个接触势相互对立,没有电流流过。会有电流,如果温度其中一个结点相对于第二个结点的结点升高了。电路中产生了一个净电动势,因为两种金属不太可能具有具有相同温度依赖性的费米能级。为了保持温差,热量必须进入热结,离开冷结;这与电流可以用来做机械功的事实是一致的。在结处产生热电动势称为热电动势塞贝克效应(以爱沙尼亚出生的德国物理学家命名托马斯·约翰·塞贝克).电动势与两个不同金属结点之间的温差近似成线性关系热电偶.对于由铁和康斯坦坦制成的热电偶(an合金由60%铜和40%镍组成),当冷结在0°C和热结在100°C时,电动势约为5毫伏。塞贝克效应的主要应用之一是温度的测量。介质的化学性质,测量介质的温度,以及所需的灵敏度决定了热电偶元件的选择。
热的吸收:在有热的结合处的热的吸收或释放电流叫做珀尔帖效应(以法国物理学家命名查尔斯珀尔帖效应).Seebeck效应和Peltier效应也发生在金属和金属之间的连接处半导体在两个半导体的连接处。半导体热电偶的发展(例如,由n类型和p型碲化铋)已经使帕尔帖效应在制冷方面的应用变得切实可行。这样的热电偶组电串联,热并联。当电流流过时,两个接点之间就会产生由电流决定的温差。如果通过散热来保持较热结的温度较低,那么第二个结的温度可以低几十度,起到冰箱的作用。Peltier冰箱用于冷却小物体;它们结构紧凑,没有移动的机械部件,可以调节以保持精确和稳定的温度。它们被用于许多应用,例如,当样品在显微镜台上时,保持样品的温度恒定。