Термоелектричност | dLambow

(Thermoelectricity) -

Какво е термоелектричност и какви приложения има в техниката?

Какво е термоелектричност?

Термоелектричност е свойството на някои материали да създават разлика в електрическия потенциал между двата си края при разлика в температурата на тези краища. „Термо“ е гръцка дума, която означава „топлина“. Ефектът е открит за първи път от Томас Зеебек през 1821 г.

Термоелектричност (Thermoelectricity)

Определение за термоелектричност

Термоелектричеството е директно и термодинамично обратимо преобразуване на топлина в електричество и обратно. Термоелектричеството се обхваща от три диференцирани ефекта, които носят името на учените, които са ги открили в края на XIX век: ефектите на Зеебек, Пелтие и Томпсън.

Принцип на термоелектричността

Принципът на термоелектричността е, че когато се подложи проводник на температурен градиент, той се разширява или свива, което води до промяна в неговата електрическа проводимост. Това означава, че заредените частици в неговата структура се изместват и създават електрически заряди:

• - положителен заряд на едната страна на проводника и
• - отрицателен заряд на другата. 

Тази разлика в потенциала може да се измери или да се използва за захранване на електронни устройства. Ако температурният градиент остане постоянен, термоелектричният потенциал също остава постоянен.

Описание на процеса

Описанието на процеса зависи от типа на термоелектричния материал и начина на прилагане на температурната разлика. Някои термоелектрични материали са метали, като:

• - желязо,
• - мед,
• - цинк и други.

Други са полупроводници, като:

• - бисмут-телурид,
• - оловен-телурид и други.

Пример за термоелектричност

Ако се свържат два различни метала (например желязо и мед) посредством два проводника и единият край на всяка връзка се загрее, а другият се охлади, ще се образува затворена верига от проводници, през която ще протича електрически ток. Това се нарича термоелектрически генератор или термогенератор на ток. Силата на тока зависи от:

• - материалите,
• - размерите и
• - температурната разлика.

Какви са приложенията на термоелектричеството?

Приложенията на термоелектричността са свързани с измерването или генерирането на електрически сигнали при разлика в температурата на два проводника. Някои от тях са:

Термоелектрически генератори

Те използват термоелектрични материали като източници на електричество, като използват температурните разлики между два проводника, свързани в затворена верига. Те се използват за извличане на енергия, нанотехнология и микроелектромеханични системи.

Термоелектрически охладители

Те използват термоелектрични материали като охладители, като използват електрически ток, за да създадат температурна разлика между два проводника, свързани в затворена верига. Те се използват за охлаждане на електроника, храна и напитки, медицинска апаратура и други.

Термоелектрически сензори

Те използват термоелектрични материали като детектори на температурата, като превръщат температурните разлики между два проводника в електрически сигнали. Те се използват в термометрия, пирометрия, астрономия и други.

-------
Ако темата ви харесва, споделете я с приятели. Ако са възникнали въпроси, задайте ги в коментарите по-долу. След седмица проверете за отговора.
----------------