מהו האפקט של תומסון

מהו אפקט תומסון?

הגדרת אפקט תומסון

אפקט תומסון הוא חלק חשוב מהפנומנון של תרמו-אלקטריות, המתאר את הספיגה או פליטת חום במשנה (או מוליך למחצה) בנוכחות גרדיאנט טמפרטורה כאשר זרם חשמלי עובר דרך המשנה.

עקרון פעולה

כאשר זרם חשמלי עובר דרך משנה עם גרדיאנט טמפרטורה, האלקטרונים (או נושאי מטען אחרים) חווים סביבה תרמלית שונה במהלך תנועתם. מכיוון לנושאי המטען יש מצבים אנרגטיים שונים בטמפרטורות שונות, הם משחררים חלק מהאנרגיה (קסותרמי) כשהם עוברים מאזור הטמפרטורה הגבוהה לאזור הנמוך, וסופגים אנרגיה (אנדותרמי) כשהם עוברים מאזור הטמפרטורה הנמוכה. ניתן לתאר את הפנומנון הזה באמצעות מקדם תומסון (Σ) שמתאר את השינוי בכמות החום שנוצרת כשיחידת זרם עוברת דרך גרדיאנט טמפרטורה יחידה.

P T היא הכוח התרמלי לאורך יחידה;

Σ הוא מקדם תומסון

I∇ הוא עוצמת הזרם

∇T הוא גרדיאנט הטמפרטורה

נוסחת אפקט תומסון

P T הוא הכוח התרמלי לאורך יחידה;

Σ הוא מקדם תומסון

I∇ היא עוצמת הזרם

∇T הוא גרדיאנט הטמפרטורה

יישומים

• מקררים תרמו-אלקטריים: אם כי מבוססים בעיקר על אפקט פאלטייה, הבנת אפקט תומסון חשובה מאוד לעיצוב מקררים תרמו-אלקטריים יעילים.

• מפעלי ייצור תרמו-אלקטריים: אפקט תומסון הוא גם גורם שצריך להתחשב בו בעת פיתוח מפעלי ייצור תרמו-אלקטריים להמרת חום עודף לחשמל.

• מחקר בחומרים תרמו-אלקטריים: אפקט תומסון מספק בסיס תאורטי חשוב לפיתוח חומרים תרמו-אלקטריים חדשים.