Ефект на Сибек

Ефектот на Себек е феномен при кој се генерира напон помеѓу краевите на проводникот кога температурата на еден крај е различна од температурата на другиот крај. Наречен е по германскиот физичар Томас Јохан Себек, кој прв пат го опишал во раната 19 век.

Што е ефектот на Себек?

Ефектот на Себек е основан на чињот дека движењето на носачите на наелектрисани частици, како што се електроните, во проводникот генерира топлина. Кога се применува разлика во температурата надоврз проводникот, носачите на наелектрисани частици на горестокиот крај имаат повеќе кинетичка енергија од онаа на хладниот крај, што доведува до нетен проток на наелектрисани частици од горестокиот кон хладниот крај. Овој проток на наелектрисани частици создава напон надоврз проводникот, кој може да се измери со волтметар.

Величината на напонот генериран од ефектот на Себек е пропорционална со температурната разлика надоврз проводникот и својствата на самiot проводник. Различни материјали имаат различни коефициенти на Себек, кои описуваат напонот генериран по јединица температурна разлика.

Ефектот на Себек е основа за работа на термоелектричките генератори, кои се уреди кои конвертираат топлина во електричество. Тие работат со користење на ефектот на Себек за генерирање на напон надоврз проводникот, а потоа користе тој напон за возење на струја преку спољен оптер, како што се лампи или батерији.

Коефициентот на Себек:

Коефициентот на Себек е напонот произведен помеѓу две точки на проводникот кога се одржува температурна разлика од 1o Келвин помеѓу нив. На собрена температура, една таква комбинација од мед и константан има коефициент на Себек од 41 микроволти по Келвин.

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

Каде,

• ΔV значи напонската разлика добиена со воведување на мала температурна промена (ΔT) дуж материјалот.

• ΔV е дефиниран како напонот на хладниот дел минус напонот на горестокиот дел.

Ако разликата помеѓу Vcold и Vhot е негативна, коефициентот на Себек е негативен.

Ако ΔT се смета за мала.

Како резултат, можеме да дефинираме коефициентот на Себек како први извод на произведениот напон според температурата:

S = d V /d T

Ефектот на Спин-Себек:

Меѓутоа, во 2008 година беше откриено дека кога се примени топлина на магнетен метал, неговите електрони се преправаат според нивниот спин. Меѓутоа, оваа преправа не беше одговорна за генерирање на топлина. Овој феномен е ист со ефектот на Спин-Себек. Овој ефект беше користен во создавањето на брзи и ефикасни микропрефрлачи.

Зошто коефициентот на Себек се зголемува со зголемување на температурата?

Електричната проводливост се зголемува со зголемување на температурата, покажувајќи карактеристики на полупроводници. Високиот коефициент на Себек и ниската електрична проводливост на CuAlO2 се должни на високата ефективна маса на зарядните дупки.

Кој сензор детектира ефектот на Себек?

Термопара е електричен уред кој се состои од два различни метални споја поврзани заедно. Има за цел да служи како сензор за температура. Работи според принципот на ефектот на Себек.

Примени на ефектот на Себек:

• Термоелектричките генератори имаат многу потенцијални применувања, вклучувајќи генерирање на енергија за оддалечени или оф-сет локации, рекуперација на отпадна топлина и мерење на температурата. Тие се особено корисни во ситуации каде другите форми на генерирање на енергија не се практични, како на пример во космички летители или во оддалечени области каде пристапот до гориво е ограничен.

• Овој ефект на Себек често се користи во термопари за мерење на варијациите на температурата или за активирање на електрични префрлачи кои го вклучуваат или исклучуваат системот. Комбинации на метали за термопари кои често се користат вклучуваат константан / мед, константан / железо, константан / хром, и константан.

• Ефектот на Себек се користи во термоелектричките генератори, кои служат како топлински машини.

• Овие исто така се користат во некои електростанции за конвертирање на отпадната топлина во дополнителна енергија.

• Поради тоа, освен нивната употреба во термоелектричките генератори, ефектот на Себек и поврзаните феномени, како што се ефектот на Пелтье и ефектот на Томсон, имаат многу други применувања во полиња како што се термометријата и термофизиката. Тие исто така се користат во истражувањето на термоелектричните материјали и уреди.

Ограничувања на ефектот на Себек:

Една недостаточност на термоелектричките генератори е тоа што не се многу ефикасни. Ефикасноста на термоелектричкиот генератор обично се мери со неговата мерка на достоинство, која е мера на способноста на уредот да конвертира топлина во електричество. Повеќето термоелектричките генератори имаат мерка на достоинство под 1, што значи дека конвертираат помалку од 1% од топлината што го абсорбират во електричество. Оваа ниска ефикасност ограничува практичните применувања на термоелектричките генератори, но истражувачите работат на развој на нови материјали и дизајни кои може да ги подобрат нивната ефикасност во иднина.

Изјава: Почитувајте оригиналот, добри статьии заслужуваат да се споделат, ако има нарушение на авторските права се јавете за брисање.