История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2017-12-22 | 230 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
На диаграммах рис.3 показано возникновение внешней КРП при соприкосновении двух разнородных металлов. На диаграмме рис. 3 a показано, что два различных металла 1 и 2, разобщенные друг от друга, характеризуются своими потенциальными ямами, причем, с точки зрения классической теории металлов, глубина потенциальной ямы равна термоэлектронной работе выхода электрона из металла e j.
|
При соприкосновении кусков металла в контактном слое вследствие диффузии электронов установится скачок потенциала Ui, равный внутренней КРП, и между днищами обеих потенциальных ям будет энергетическое расстояние eUi (рис. 3 б). Но так как глубины потенциальных ям различны, то их внешние края окажутся на разных высотах. Это значит, что между двумя любыми точками А и Б, находящимися вне металлов, но расположенных в непосредственной близости от их поверхностей, возникает разность потенциалов. Она получила название внешней КРП между двумя металлами (первый закон Вольта) и равна
(4)
Здесь А 1 и А 2 − работы выхода электронов, соответственно, из металлов 1 и 2; Т − абсолютная температура спая.
Явление Зеебека открыто в 1821 г. и заключается в том, что в термопарах, спаи которых находятся при различных температурах, возникает термоэлектродвижущая сила (термоЭДС). Схематически термопара показана на рис. 4. Легко видеть, что термоЭДС термопары, показанной на схеме, равна
.
Учитывая уравнение (4), имеем
(5)
Коэффициент
(6)
|
называют удельной (дифференциальной) термоЭДС.
Как видим, a зависит от концентрации электронов в металлах, составляющих термопару. В отдельных случаях a слабо зависит от температуры и тогда он остается одинаковым для данной термопары в широком интервале температур. Однако в некоторых случаях концентрация электронов заметно меняется при изменении температуры, и тогда a является константой для узких интервалов температур.
|
Явление Зеебека и термопары широко используются в устройствах для измерения температур в различных технологических процессах. Термопары из полупроводниковых материалов, имеющие более высокий КПД, начинают применяться как источники электроэнергии.
|
Явление Пельтье открыто в 1834 г. и заключается в том, что если пропускать ток через термопару, то в одном спае будет выделяться тепло, а в другом − поглощаться. Опытным путем установлено, что количество выделившегося или поглотившегося в спае тепла пропорционально заряду q, прошедшему через спай: , где I - ток в термопаре, t - время процесса выделения тепла. Коэффициент пропорциональности П12 называется коэффициентом Пельтье. Индекс 12 показывает направление тока (от металла 1 к металлу 2).
|
Если поменять направление тока, то изменится знак коэффициента П 12 = - П 21 и знак теплоты. Если в спае 1 выделялось тепло, то при изменении направления тока в нем будет поглощаться тепло. В классической теории электропроводности теория явления Пельтье качественно объясняется следующим образом. Потенциальная энергия электрона в металле с избытком положительного заряда отличается от его энергии в металле с избытком отрицательного заряда. При переходе через границу (контакт) электроны избыточную энергию передают кристаллической решетки при столкновениях с ней и спай нагревается. При переходе в металл, в котором электрон имеет меньшую энергию, чем все остальные, он дополняет этот дефицит за счет энергии решетки, и спай охлаждается.выдвинул идею использования явления Пельтье для создания холодильных установок. В настоящее время эта идея реализуется. Преимуществом таких холодильных установок является отсутствие в них движущихся элементов. Для усиления эффекта устанавливают термобатареи, представляющие собой ряд последовательно соединенных термопар, у которых пространственно разделены «холодные» и «горячие» спаи (рис. 5). В таком случае тепло Пельтье будет пропорционально числу спаев.
|
, (7)
где N - число «холодных» или «горячих» спаев. При пропускании тока через систему термопар наряду с теплом Пельтье выделяется и Джоулево тепло. Основное их отличие заключается в том, что тепло Пельтье пропорционально первой степени тока, см. (7) и (8), и его знак зависит от направления тока. Джоулево тепло пропорционально квадрату силы тока (Q Дж = I 2 Rt) и оно всегда выделяется.
|
|
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!