thermoelectric effect

定義：在兩種金屬組成的回路中，由于兩點(diǎn)的溫度不同而在回路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。

學(xué)科：計(jì)量學(xué)_電磁_(tái)基礎(chǔ)名詞

相關(guān)名詞：電荷載流子 熱運(yùn)動(dòng) 電勢(shì)差 塞貝克效應(yīng)

圖片來源：視覺中國

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熱電效應(yīng)是指當(dāng)兩種不同材料形成接觸時(shí)，在溫度梯度下產(chǎn)生的電壓差或電流。其原理基于材料內(nèi)部電荷載流子的熱運(yùn)動(dòng)和熱傳導(dǎo)特性。當(dāng)兩種不同材料的接觸處存在溫度梯度時(shí)，由于載流子的熱運(yùn)動(dòng)，會(huì)引起電荷的偏移，從而導(dǎo)致電勢(shì)差的產(chǎn)生。這個(gè)電勢(shì)差就是熱電效應(yīng)產(chǎn)生的熱電勢(shì)，它的大小與溫度梯度和材料的熱電系數(shù)有關(guān)。

熱電效應(yīng)主要包括三種類型：塞貝克效應(yīng)、珀?duì)柼?yīng)和湯姆孫效應(yīng)。

塞貝克效應(yīng)是最常見和廣泛應(yīng)用的熱電效應(yīng)之一。當(dāng)兩種不同材料形成接觸，并且溫度梯度存在時(shí)，由于載流子的熱運(yùn)動(dòng)，將會(huì)引起電荷的偏移，從而導(dǎo)致電勢(shì)差的產(chǎn)生。這個(gè)電勢(shì)差就是塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生的熱電勢(shì)，它可以將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能。

珀?duì)柼?yīng)是塞貝克效應(yīng)的反效應(yīng)。當(dāng)通過一個(gè)閉合電路施加電流，電流通過兩種不同材料的接觸點(diǎn)時(shí)，會(huì)在接觸點(diǎn)處發(fā)生熱量的吸收或釋放。這是由于電流攜帶的載流子在受到電場(chǎng)力的作用下，在材料中進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。珀?duì)柼?yīng)可實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)化為冷熱能，因此在制冷技術(shù)中有重要應(yīng)用。

湯姆孫效應(yīng)描述了當(dāng)電流通過一個(gè)均勻材料時(shí)，由于載流子的熱移動(dòng)導(dǎo)致溫度的變化。不同于塞貝克效應(yīng)和珀?duì)柼?yīng)，湯姆孫效應(yīng)主要關(guān)注材料內(nèi)部的溫度變化情況。湯姆孫系數(shù)決定了在給定電流下材料的溫度變化程度。

熱電效應(yīng)在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用價(jià)值。能源轉(zhuǎn)換：熱電發(fā)電技術(shù)是一種將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，其基礎(chǔ)就是熱電效應(yīng)。溫度測(cè)量：熱電偶是一種常見的溫度測(cè)量元件，它利用熱電效應(yīng)來測(cè)量溫度差或電勢(shì)差，從而得到溫度的值。熱電偶具有測(cè)量范圍廣、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)和家庭等各個(gè)領(lǐng)域。制冷技術(shù)：珀?duì)柼?yīng)可實(shí)現(xiàn)電能與冷熱能的轉(zhuǎn)換，因此在制冷技術(shù)中有重要應(yīng)用。使用珀?duì)柼?yīng)制造冷卻器，用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、電子器件等的冷卻。

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