Mis on Thomsoni efekt?

Mis on Thomsoni efekt?

Thomsoni efekti definitsioon

Thomsoni efekt on oluline osa termoelektrilisuse fenomenist, mis kirjeldab soojuse absorbimist või vabastamist joontee (või pooljuhtivat) kaudu temperatuurigradienti olemasolu korral, kui läbi joontee tuletab elektrivoolu.

Tööpõhimõte

Kui elektrivool läbib temperatuurigradientiga joonteed, siis elektronid (või muud laengutandijad) kogevad liikumise ajal erinevat soojust. Kuna laengutandijatel on erinevad energia olekud erinevatel temperatuuridel, siis nad vabastavad mõnda energiat (eksotermiline), kui nad liiguvad kõrgema temperatuuri alalt madalamale temperatuurile, ja neil absorbib energia (endotermiline), kui nad liiguvad kõrgema temperatuuri alalt. Selle fenomeni saab kirjeldada Thomsoni koeffitsiendiga (

Σ), mis määrab soojuse muutuse, kui ühiku suuruse vool läbib ühiku pikkusega temperatuurigradienti.

Thomsoni efekti valem

P T on soojusenergia ühiku pikkuse kohta;

Σ on Thomsoni koeffitsient

I∇ on voolutihe

∇T on temperatuurigradient

Rakendused

• Termoelektrilised jahutajad: Kuigi peamiselt Peltieri efektist lähtudes, on Thomsoni efekti mõistmine väga oluline tõhusate termoelektriliste jahutajate disainimisel.

• Termoelektrilised generaatorid: Thomsoni efekt on ka tegur, mida tuleb arvesse võtta termoelektriliste generaatorite arendamisel, et teha sellest raiskuva soojuse elektriks.

• Uurimused termoelektriliste materjalide valdkonnas: Thomsoni efekt pakub olulist teoreetilist alust uute termoelektriliste materjalide arendamiseks.