Vad är Thomson-effekten?

Vad är Thomson-effekten?

Definition av Thomson-effekten

Thomson-effekten är en viktig del av fenomenet termoelektricitet, vilket beskriver fenomenet med värmeabsorption eller -avläggning i en ledare (eller halvledare) i närvaro av en temperaturgradient när en elektrisk ström passerar genom ledaren.

Arbetsprincip

När en elektrisk ström passerar genom en ledare med en temperaturgradient upplever elektronerna (eller andra laddningsbärare) ett annorlunda termiskt miljö under sin rörelse. Eftersom bärarna har olika energitillstånd vid olika temperaturer frigör de någon energi (exotermisk) när de rör sig från den höga temperaturen till den lägre temperaturen, och absorberar energi (endotermisk) när de rör sig från den höga temperaturen. Detta fenomen kan beskrivas med Thomsons koefficient (

T) för att kvantifiera, vilket definierar förändringen i genererad värme när en enhet ström passerar genom en enhet temperaturgradient.

Formel för Thomson-effekten

P T är den termiska effekten per enhet längd;

Σ är en Thomson-koefficient

I∇ är strömförstärkningen

∇T är temperaturgradienten

Användning

• Termoelektriska kyler: Även om huvudsakligen baserade på Peltier-effekten, är förståelsen av Thomson-effekten mycket viktig för designen av effektiva termoelektriska kyler.

• Termoelektriska generatorer: Thomson-effekten är också en faktor att beakta vid utvecklingen av termoelektriska generatorer för omvandling av restvärme till el.

• Forskning om termoelektriska material: Thomson-effekten ger en viktig teoretisk grund för utvecklingen av nya termoelektriska material.