Ефект Зеєбека

Ефект Зеєбека (ЕЗ) представляє процес появи різниці потенціалів разом з’єднання двох різних матеріалів внаслідок нагрівання зазначеної області. Даний ефект був отриманий Зеєбеком в 1822 році.

Саме тоді він провів досвід нагрівання контакту з двох матеріалів, використовуючи для цього вісмут і сурму. Для фіксування одержуваних змін був використаний гальванометр. Притримуючи стик з’єднаних матеріалів, він побачив, що магнітна стрілка відхилилася від початкового положення. Природно, що різниця була не такою помітною. Однак досліди повторювалися знову і знову, завдяки чому вдалося отримати необхідний результат.

Зазначений ефект з’явився внаслідок появи електричної рушійної сили в замкнутому контурі, виконаному з різних матеріалів. Трохи пізніше з’ясувалося, що відмінність температур викликається появою термоерс. А вже наслідком термоерс в замкнутому контурі стає електричний струм. Сьогодні даний ефект знаходить застосування в багатьох областях. Але найбільше його застосування в сучасному світі можна наочно побачити в термопарах.

Ефект Зеєбека полягає в створенні термопари, яка складається з двох різнорідних металів, що утворюють один з одним замкнутий контур. Метали один від одного відрізняються різними коефіцієнтами Зеєбека, внаслідок чого виникає напруга між нагрітим провідником термопари і ненагрітими провідником. Ця напруга прямо пропорційно різниці їх температурних значень.

У багатьох термоелектричних пристроях застосовується ефект Зеєбека. У більшості випадків в структуру термоелектричних генераторів включаються термобатареи, які набираються з напівпровідникових термічних елементів. Вони можуть з’єднуватися паралельно або послідовно. Також туди входять теплообмінники нагріваються і не нагріваються спаїв термічних батарей.

Термоелемента напівпровідникового типу, який виконаний з гілок контактів p- і n-типу провідності. Ці контакти мають різні знаки коефіцієнта термоелектрорухаючої сили.
Пластин комутації, які мають нагріваються і не нагрівається спаї.

При включенні термоелемента на навантаження в контурі починає текти постійний струм, який викликаний ЕЗ. Саме цей же струм призводить до поглинання і виділення тепла на спайках. Щоб забезпечити високий коефіцієнт ЕРС, подібні напівпровідникові матеріали повинні виділятися відмінною електричну провідність. А для отримання істотного перепаду температур між нагрітими і ненагрітими спаями, досить невисоку теплопровідність.

Під такі параметри найкращим чином підходять високолеговані матеріали.

Посилання на основну публікацію