Sjónarverk Seebeck

Seebeck-effektur er einkenni þar sem spenna er mynduð á endapunktum leitarar þegar hitastig er ólíkt á öðrum endapunkti. Hann er nefndur að nafni Tyskar vísindamannsins Thomas Johann Seebeck, sem fyrst lýsti honum í byrjun 19. aldar.

Hvað er Seebeck-effekturinn?

Seebeck-effekturinn byggir á því að hreyfing hleðslufærsla, eins og elektrón, í leitara myndar hita. Þegar hitastigsvirði er lagður yfir leitara, hafa hleðslufærslurnar á hætta endapunkti meira hreyfihiti en þær á kolda endapunkti, sem leiðir til nettoflutnings hleðslu frá hætta endapunkti til kolda endapunkts. Þessi flutningur hleðslu myndar spennu yfir leitara, sem má mæla með spennumæli.

Stærð spennu sem mynduð er af Seebeck-effektinum er samhverfa hitastigsvirðisins yfir leitara og eiginleikana leitarans sjálfs. Önnur efni hafa ólíka Seebeck-stuðlar, sem lýsa spennu sem mynduð er fyrir hverja einasta hitastigsvirðisbreytingu.

Seebeck-effekturinn er grunnur virkingar hitavirkjar, sem eru tæki sem breyta hita í rafmagn. Þau virka með því að nota Seebeck-effektinn til að mynda spennu yfir leitara, svo svo að spennan sé notuð til að dreifa straum yfir ytri belti, eins og ljóslykil eða bateríu.

Seebeck-stuðullinn:

Seebeck-stuðullinn er spennan sem mynduð er milli tveggja punkta á leitara þegar 1° Kelvin hitastigsvirði er haldaður á milli þeirra. Við herbergistemperatúru hefur einn slíkur kopars-konstantan samsetningu Seebeck-stuðul af 41 mikrovolt fyrir hvert Kelvin.

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

Þar sem,

• ΔV merkir spennudif ferli sem fengið er með að innleiða litla hitastigsvirðisbreytingu (ΔT) langs efnisins.

• ΔV er skilgreint sem spenna á kalda hliðinni mínus spenna á hætta hliðinni.

Ef munurinn á Vcold og Vhot er neikvæð, er Seebeck-stuðullinn neikvæður.

Ef ΔT er tekið fram sem litill.

Við getum því skilgreint Seebeck-stuðlann sem fyrsta afleiðu mynduðar spennu við hitastig:

S = d V /d T

Spin-Seebeck-effekturinn:

Árið 2008 kom fram að þegar hiti er lagður á magnettal, endurréttast elektrón hans eftir snúning. En þessi endurréttun var ekki svarað fyrir myndun hita. Þetta einkenni er sama og spin-Seebeck-effekturinn. Þessi effektur var notaður til að smíða flott og hraða hvörf.

Af hverju stækkar Seebeck-stuðullinn með stækkandi hitastigi?

Rafmagnsleiðgildi stækkar með stækkandi hitastigi, sem sýnir eigindi semileg rafrænt efni. Hár Seebeck-stuðull og lágt rafmagnsleiðgildi CuAlO2 er vegna hás erfðar massa hleðsluhola.

Hver skynjari hefur áhrif af Seebeck-effektinum?

Hitaskynjari er rafmagnsgerð sem samanstendur af tveim ólíkum metaltengingum tengdum saman. Hann er notaður sem hitaskynjari. Hann virkar eftir Seebeck-effektinum.

Notkun Seebeck-effektarins:

• Hitavirkjar hafa mörg möguleg notkun, eins og orkuframleiðsla fyrir fjartækt eða utan reiknings, notkun afspilthita og hitamæling. Þeir eru sérstaklega gagnlegir í tilvikum þar sem aðrar gerðir orkuframleiðslu eru ekki praktískar, eins og í geimferðaapparatum eða í fjartæktum svæðum þar sem aðgangur til bensín er takmarkaður.

• Seebeck-effekturinn er oft notaður í hitaskynjendum til að mæla hitastigabreytingar eða til að virkja rafmagnsskjöl sem skjóta kerfi á eða af. Almennt notaðar hitaskynjandi metaltengingar eru konstantan/kopar, konstantan/járn, konstantan/krom og konstantan.

• Seebeck-effekturinn er notaður í hitavirkjum, sem virka sem hitamotors.

• Þeir eru einnig notaðir í sumum orkustöðum til að breyta afspilthiti í frekari orku.

• Auk notkunar í hitavirkjum, hafa Seebeck-effekturinn og tengdir einkenni, eins og Peltier-effekturinn og Thomson-effekturinn, margar aðrar notkunir í sviðum eins og hitamæling og hitaverkfræði. Þeir eru einnig notaðir í rannsókn á hitavirkjaaefnum og tækjum.

Takmarkanir Seebeck-effektarins:

Eitt illa hitavirkja er að þeir eru ekki mjög kostgjarnir. Kostgjarnleiki hitavirkjar er oft mældur með hans figure of merit, sem er mæling á förunnar virkni til að breyta hita í rafmagn. Flestar hitavirkjar hafa figure of merit undir 1, sem merkir að þeir breyta minna en 1% af hitanum sem þeir tökast á í rafmagn. Þessi lág kostgjarnleiki takmarkar praktískar notkun hitavirkja, en rannsóknarmenn vinna að því að búa til ný efnispör og hönnun sem gætu bætt við kostgjarnleika þeirra í framtíðinni.

Yfirlýsing: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.