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賽貝克效應Seebeck效應 和 帕爾帖效應Peltier效應 半導體製冷片

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2024/7/8

賽貝克效應是指由於(yu) 兩(liang) 種不同電導體(ti) 或半導體(ti) 的溫度差異而引起兩(liang) 種物質間的電壓差的熱電現象。

賽貝克效應的原理可以簡單解釋為(wei) :在兩(liang) 種金屬組成的回路中,如果兩(liang) 個(ge) 接觸點的溫度不同,則在回路中將出現電流,稱為(wei) 熱電流。同時在該電勢差作用下產(chan) 生一個(ge) 反向電荷流,當熱運動的電荷流與(yu) 內(nei) 部電場達到動態平衡時,半導體(ti) 兩(liang) 端形成穩定的溫差電動勢。

賽貝克效應在生活中有諸多應用,例如利用它可製成溫差電偶(熱電偶)來測量溫度,熱電偶溫度計可以測量從(cong) -180℃到+2800℃的溫度範圍。此外,熱電製冷也是利用熱電效應的一種製冷方法,其理論基礎就是固體(ti) 的熱電效應。

半導體(ti) 
塞貝克效應的物理本質是由於(yu) 兩(liang) 種不同電導體(ti) 或半導體(ti) 的溫度差異而引起兩(liang) 種物質間的電壓差的熱電現象。

Seebeck效應和Peltier效應 

塞貝克效應,‌也稱為(wei) 第一熱電效應,‌是基於(yu) 熱電效應的一種現象,其中當兩(liang) 種不同材料的接觸點處於(yu) 不同溫度下時,‌它們(men) 之間會(hui) 形成一個(ge) 溫度梯度。‌如果這兩(liang) 個(ge) 材料具有不同的熱電導率和電子遷移率,那麽(me) 在接觸點附近就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 電勢差。‌這種電勢差的形成可以簡單解釋為(wei) 在溫度梯度下導體(ti) 內(nei) 的載流子從(cong) 熱端向冷端運動,‌並在冷端堆積,‌從(cong) 而在材料內(nei) 部形成電勢差。‌同時,‌在該電勢差作用下產(chan) 生一個(ge) 反向電荷流,‌當熱運動的電荷流與(yu) 內(nei) 部電場達到動態平衡時,‌半導體(ti) 兩(liang) 端形成穩定的溫差電動勢。半導體(ti) 的溫差電動勢較大,‌可用作溫差發電器。‌

 塞貝克效應的成因可以進一步解釋為(wei) 在溫度梯度下,‌導體(ti) 內(nei) 的載流子從(cong) 熱端向冷端運動,‌並在冷端堆積,從(cong) 而在材料內(nei) 部形成電勢差。‌這種電勢差可以通過連接導線來測量和利用。‌不同材料的賽貝克係數是一個(ge) 重要參數,‌它描述了單位溫度差異下產(chan) 生的電勢差大小。‌

塞貝克效應不僅(jin) 在基礎物理研究中具有重要意義(yi) ,其應用價(jia) 值也備受關(guan) 注,特別是在熱電材料的應用方麵。‌塞貝克效應的物理本質不僅(jin) 解釋了熱電現象的基本原理,也為(wei) 熱電轉換技術、‌溫度測量、‌節能應用、‌熱電製冷以及材料分析等領域提供了理論基礎和技術支持。‌



Peltier效應
Peltier效應,也稱為(wei) 帕爾帖效應,是一種電熱轉換效應,當電流通過由兩(liang) 種不同導體(ti) 組成的回路時,除了產(chan) 生焦耳熱外,還會(hui) 在不同導體(ti) 的接頭處出現吸熱或放熱的現象。 這個(ge) 效應是法國物理學家Jean-Charles Athanase Peltier在1834年發現的。具體(ti) 來說,當電流從(cong) 一個(ge) 導體(ti) 流向另一個(ge) 時,一個(ge) 接頭會(hui) 放熱,而另一個(ge) 接頭會(hui) 吸熱。這種效應在半導體(ti) 材料中表現得尤為(wei) 明顯,被廣泛應用於(yu) 半導體(ti) 製冷技術中。例如,半導體(ti) 製冷片利用Peltier效應進行製冷,其中一個(ge) 接頭會(hui) 放熱,而另一個(ge) 則吸熱,從(cong) 而實現製冷效果。此外,Peltier效應與(yu) Seebeck效應(溫差電效應)密切相關(guan) ,後者描述的是溫度差異在兩(liang) 種不同導體(ti) 間產(chan) 生電勢差的現象,而Peltier效應則是其逆過程,即電流通過不同導體(ti) 時產(chan) 生溫度差異的現象。

半導體(ti) 製冷片的溫差通常在20-70℃之間。
一、半導體(ti) 製冷片的工作原理
半導體(ti) 製冷片是利用半導體(ti) 材料的熱電效應(帕爾帖效應)來實現製冷的一種技術。當電流通過半導體(ti) 材料時,會(hui) 在不同溫度下產(chan) 生熱電效應,使得材料一側(ce) 產(chan) 生冷卻效應,另一側(ce) 則產(chan) 生加熱效應,在此基礎上可以實現製冷。半導體(ti) 製冷片製冷過程不需要任何製冷劑,也沒有機械運動部件,因此具有體(ti) 積小、重量輕、可靠性高等優(you) 點。
二、半導體(ti) 製冷片溫差的計算方式
半導體(ti) 製冷片的溫差是指冷側(ce) 溫度和熱側(ce) 溫度之間的差值。通常,半導體(ti) 製冷片的溫差在20-70℃之間。具體(ti) 的溫差大小取決(jue) 於(yu) 多方麵因素,如半導體(ti) 材料的性能、電源輸入電壓、散熱器的散熱能力等。一般來說,製冷片廠家會(hui) 根據實際應用需求提供相應的溫差值和製冷能力。

Tags:賽貝克效應,溫差發電  
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