Wat is die Thomson Effek?

Wat is die Thomson-effek?

Definisie van die Thomson-effek

Die Thomson-effek is 'n belangrike deel van die verskynsel van termoelektrisiteit, wat die verskynsel van warmteabsorpsie of -vrylating in 'n geleider (of halfgeleider) in die teenwoordigheid van 'n temperatuurgradiënt beskryf wanneer 'n elektriese stroom deur die geleider vloei.

Werkprinsipe

Wanneer 'n elektriese stroom deur 'n geleider met 'n temperatuurgradiënt vloei, ervaar die elektrone (of ander laaddragers) 'n verskillende termiese omgewing tydens hul beweging. Omdat dragers verskillende energietoestande het by verskillende temperature, gee hulle sommige energie vry (eksotermies) wanneer hulle van die hoë-temperatuurgebied na die lae-temperatuurgebied beweeg, en neem energie op (endotermies) wanneer hulle van die hoë-temperatuurgebied beweeg. Hierdie verskynsel kan beskryf word deur die Thomson-koeffisiënt (T) om te kwantifiseer, wat die verandering in gegenereerde warmte definieer wanneer 'n eenheid van stroom deur 'n eenheid temperatuurgradiënt vloei.

P T is die termiese krag per eenheid lengte;

Σ is 'n Thomson-koeffisiënt

I∇ is die stroomintensiteit

∇T is die temperatuurgradiënt

Formule van die Thomson-effek

P T is die termiese krag per eenheid lengte;

Σ is 'n Thomson-koeffisiënt

I∇ is die stroomintensiteit

∇T is die temperatuurgradiënt

Toepassing

• Termoelektriese koelers: Alhoewel hoofsaaklik gebaseer op die Peltier-effek, is die begrip van die Thomson-effek baie belangrik vir die ontwerp van doeltreffende termoelektriese koelers.

• Termoelektriese generatore: Die Thomson-effek is ook 'n faktor om in ag te neem by die ontwikkeling van termoelektriese generatore vir die omskakeling van afvalwarmte na elektrisiteit.

• Navorsing oor termoelektriese materiaal: Die Thomson-effek verskaf 'n belangrike teoretiese basis vir die ontwikkeling van nuwe termoelektriese materiaal.