Kaj je Thomsonov učinek?

Kaj je Thomsonov učinek?

Definicija Thomsonovega učinka

Thomsonov učinek je pomemben del pojave termoelektričnosti, ki opisuje pojav absorpcije ali oddaje toplote v vodilu (ali polprevodniku) ob prisotnosti temperaturnega gradienta, ko skozi vodilo teče električni tok.

Načelo delovanja

Ko skozi vodilo z temperaturnim gradientom teče električni tok, se elektroni (ali drugi nosilci naboja) med svojim gibanjem soočajo z različnimi toplotnimi okolji. Ker imajo nosilci različne energetske stanje na različnih temperaturah, sproščajo neko energijo (egzotermično) pri prehodu iz visoko temperaturnega območja v nizko temperaturno območje in absorbirajo energijo (endotermično), ko se gibljejo iz visoko temperaturnega območja. Ta pojav lahko opišemo z Thomsonovim koeficientom (T), ki določa spremembo ustvarjene toplote, ko skozi enotni temperaturni gradient teče enota toka.

PT je toplotna moč na enoto dolžine;

Σ je Thomsonov koeficient

I∇ je intenzivnost toka

∇T je temperaturni gradient

Formula Thomsonovega učinka

PT je toplotna moč na enoto dolžine;

Σ je Thomsonov koeficient

I∇ je intenzivnost toka

∇T je temperaturni gradient

Uporaba

• Termoelektrični hladilniki: Čeprav so predvsem temeljili na Peltierjevem učinku, je razumevanje Thomsonovega učinka zelo pomembno za razvoj učinkovitih termoelektričnih hladilnikov.

• Termoelektrični generatorji: Thomsonov učinek je tudi dejavnik, ki ga je treba upoštevati pri razvoju termoelektričnih generatorjev za pretvarjanje odpadne toplote v električno energijo.

• Raziskave termoelektričnih materialov: Thomsonov učinek prinaša pomemben teoretičen osnov za razvoj novih termoelektričnih materialov.