Практичне застосування ефекту Зеєбека

Такі пристрої знаходять широке застосування в повсякденному житті людини. Наприклад, відвідуючи сауну, мало хто замислюється, що температура в ній підтримується за допомогою термопари.

Тобто термопара – це термоелектричний термометр, який виконаний з двох різних металів. Вони з’єднуються за допомогою зварювання. При цьому один кінець розміщується безпосередньо в сауні, а інші вільні кінці виводяться назовні і підключаються до обмірні пристрою. Коли піч нагріває приміщення сауни, то кінці термопари працюють в абсолютно різних температурних значеннях. В результаті цього з’являється температурний градієнт, який веде до появи термічного струму, тобто термоелектрорухомої сили.

Міряльне пристрій може конвертувати термічного струму в показання термометра або виступає в якості датчика температури. В результаті при досягненні певної встановленої температури піч в сауні включається або відключається. Знаючи, що з себе представляє ефект Зеєбека, можна навіть управляти температурою в сауні. Якщо доступ до блоку управління піччю в міській лазні, наприклад, закритий на замок, то управляти температурою можна і без нього. З цією метою необхідно на кінець термічної пари намотати змочену у воді ганчірку або хустинку. Термопара «остудити», що призведе до підвищення температури в приміщенні. Але це потрібно робити з обережністю, не привертаючи уваги адміністратора сауни.

Застосування

Ефект Зеєбека на сьогоднішній день застосовується в самих різних пристроях. Прикладом цього можуть бути сенсори напруги, датчики температури, датчики тиску газу, термоелектрогенератори, датчики інтенсивності світла тощо.

Сьогодні пристрої, які працюють на ЕЗ, використовуються в:

  • Навігаційних системах кораблів і пароплавів, що борознять моря і океани.
  • Промислових і побутових генераторах.
  • Пристроях енергетичного забезпечення космічних кораблів.
  • Перетворювачах сонячної енергії.
  • Опалювальних пристроях.
  • Пристроях, використовуваних в обладнанні для перекачування і переробки газу, і нафти.
  • Перетворювачах тепла, яке виробляють джерела природи. Наприклад, це можуть бути джерела геотермальної води.
  • Космічних зондах, які летять по просторах всесвіту.
  • Різних термоелектричних датчиках і так далі.

Майбутнє

Ефект Зеєбека досить сильно цікавить вчених. Порівняно недавно вчені з Огайо розробили технологію, яка дозволяє зробити ефект неймовірно ефективним. Основним недоліком сучасних пристроїв в тому, що даний ефект не дозволяє виробляти значну кількість енергії навіть при використанні сильнолегованих контактів і мають високу різницю температур.

Вчені пропонують використовувати немагнітний напівпровідник, який встановлюється в зовнішнє магнітне поле з температурою в межах 2-20 К. В цьому випадку з’являється гігантський спіновий ефект Зеєбека. Використання подібних термопар дає можливість істотно збільшити показники застосовуються пристроїв, розширити їх функціональність і застосування.

Найпростіший приклад – це їх використання в якості тепловідвідних пристроїв в системах кондиціонування і охолодження. Завдяки відсутності рухомих частин і дешевизні застосовуваних елементів обладнання буде працювати безвідмовно десятками років, а вартість експлуатації буде неймовірно низькою. Такі термопари навіть зможуть виробляти струм з тепла для підживлення пристрою, який його виділяє. Наприклад, їх можна використовувати для охолодження персонального комп’ютера. А спінової ефект може бути використаний для створення електроніки нового покоління.

Посилання на основну публікацію