Что такое эффект Томсона?

Что такое эффект Томсона?

Определение эффекта Томсона

Эффект Томсона является важной частью явления термоэлектричества, которое описывает поглощение или выделение тепла в проводнике (или полупроводнике) при наличии градиента температуры при прохождении через него электрического тока.

Принцип работы

Когда электрический ток проходит через проводник с градиентом температуры, электроны (или другие носители заряда) испытывают разные термические условия во время своего движения. Поскольку носители имеют различные энергетические состояния при различных температурах, они выделяют некоторую энергию (экзотермическое) при движении из области высокой температуры в область низкой температуры и поглощают энергию (эндоэнергетическое) при движении из области высокой температуры. Это явление можно описать с помощью коэффициента Томсона (

T), который определяет изменение выделяемого тепла, когда единица тока проходит через единичный градиент температуры.

Формула эффекта Томсона

P T — тепловая мощность на единицу длины;

Σ — коэффициент Томсона

I∇ — интенсивность тока

∇T — градиент температуры

Применение

• Термоэлектрические холодильники: Хотя они в основном основаны на эффекте Пельтье, понимание эффекта Томсона очень важно для проектирования эффективных термоэлектрических холодильников.

• Термоэлектрические генераторы: Эффект Томсона также является фактором, который необходимо учитывать при разработке термоэлектрических генераторов для преобразования отходящего тепла в электроэнергию.

• Исследование термоэлектрических материалов: Эффект Томсона предоставляет важную теоретическую основу для разработки новых термоэлектрических материалов.