Ефектът на Зеебек

Ефектът на Зеебек е феномен, при който се генерира напрежение между двете края на проводник, когато температурата в единия край е различна от тази в другия. Той е наречен по името на немския физик Томас Йохан Зеебек, който го описва за първи път в началото на 19-ти век.

Какво е ефектът на Зеебек?

Ефектът на Зеебек е основан на факта, че движението на носители на заряд, като електроните, в проводника генерира топлина. Когато се приложи разлика в температурата върху проводника, носителите на заряд в горещия край имат повече кинетична енергия от тези в студения край, което води до нетен поток на заряд от горещия край към студения. Този поток на заряд създава напрежение в проводника, което може да бъде измерено с волтметър.

Магнитудата на напрежението, генерирано от ефекта на Зеебек, е пропорционална на разликата в температурата в проводника и свойствата на самия проводник. Различни материали имат различни коефициенти на Зеебек, които описват генерираното напрежение за единица разлика в температурата.

Ефектът на Зеебек е основата за работата на термоелектричните генератори, които са устройства, преобразуващи топлина в електричество. Те работят, използвайки ефекта на Зеебек, за да генерират напрежение в проводника, и след това използват това напрежение, за да подхранят ток през външен потребител, като лампа или батерия.

Коефициентът на Зеебек:

Коефициентът на Зеебек е напрежението, произведено между две точки на проводник, когато разликата в температурата между тях е 1o Келвин. При стаяна температура комбинация от мед и константан има коефициент на Зеебек 41 микроволта за Келвин.

S = ΔV/ΔT = (Vcold − Vhot)/(Thot-Tcold)

Където,

• ΔV означава разликата в напрежението, получена чрез въвеждане на малка разлика в температурата (ΔT) във материалa.

• ΔV е дефинирано като напрежението в студения край минус напрежението в горещия край.

Ако разликата между Vcold и Vhot е отрицателна, коефициентът на Зеебек е отрицателен.

Ако ΔT се счита за малко.

Резултатно, можем да дефинираме коефициента на Зеебек като първата производна на произведеното напрежение спрямо температурата:

S = d V /d T

Ефектът на Зеебек със спин:

Все пак, беше открито през 2008 г., че когато се прилага топлина към магнитен метал, електроните му се преразпределят според техния спин. Но това преразпределяне не беше отговорно за генерирането на топлина. Този феномен е същият като ефектът на Зеебек със спин. Този ефект беше използван в създаването на бързи и ефективни микро-ключове.

Защо коефициентът на Зеебек се увеличава с повишаване на температурата?

Електропроводимостта се увеличава с повишаване на температурата, показвайки полупроводникови характеристики. Високият коефициент на Зеебек и ниската электро