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塞貝克效應原理_塞貝克效應的應用

姚小熊27 ? 來源:網絡整理 ? 作者:網絡整理 ? 2021-01-15 15:49 ? 次閱讀

塞貝克效應原理

塞貝克效應(Seebeck effect)又稱作第一熱電效應,是指由于兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現象。一般規定熱電勢方向為:在熱端電子由負流向正。

在兩種金屬A和B組成的回路中,如果使兩個接觸點的溫度不同,則在回路中將出現電流,稱為熱電流。相應的電動勢稱為熱電勢,其方向取決于溫度梯度的方向。

塞貝克效應的成因可以簡單解釋為在溫度梯度下導體內的載流子從熱端向冷端運動,并在冷端堆積,從而在材料內部形成電勢差,同時在該電勢差作用下產生一個反向電荷流,當熱運動的電荷流與內部電場達到動態平衡時,半導體兩端形成穩定的溫差電動勢。半導體的溫差電動勢較大,可用作溫差發電器。

塞貝克效應的應用

塞貝克效應發現之后,人們就為它找到了應用場所。利用塞貝克效應,可制成溫差電偶(thermocouple,即熱電偶)來測量溫度。只要選用適當的金屬作熱電偶材料,就可輕易測量到從-180℃到+2000℃的溫度,如此寬泛的測量范圍,令酒精或水銀溫度計望塵莫及。熱電偶溫度計,甚至可以測量高達+2800℃的溫度!

熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個結點,環路電壓VOUT為熱結點結電壓與冷結點(參考結點)結電壓之差。因為VH和VC是由兩個結的溫度差產生的,也就是說VOUT是溫差的函數。比例因數α對應于電壓差與溫差之比,稱為Seebeck系數。


責任編輯:YYX

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