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塞贝克效应

1821
  • Thomas Johann Seebeck
热电发电机展示了固体物理学中的塞贝克效应。

(图片仅供参考)

塞贝克效应是将温度差直接转换为电压的过程。当在两个不同导体或半导体的结点上施加温度梯度时,就会产生电压。该电压与温差成正比,其比例常数称为塞贝克系数([latex]V = S cdot Delta T[/latex])。.

塞贝克效应源于导电材料内部电荷载流子(电子和空穴)的运动。当导体的一端被加热时,该端的电荷载流子获得动能,并趋向于向较冷的一端扩散。这种电荷迁移会在较冷的一端产生净电荷积累,而在较热的一端产生净电荷亏损,从而形成静电势或电压。该电压的大小取决于材料的性质,这些性质体现在塞贝克系数(S)中,也称为热电势。

在金属中,电子是主要的载流子。在半导体中,这种效应可能更大,并且可能由电子(n型)或空穴(p型)主导。通过将n型和p型材料连接起来形成热电偶,这种效应会被放大。n型材料中的电子和p型材料中的空穴都会从热结移向冷结,从而产生累积电压。这一原理是所有热电发电机的基础,它们无需任何移动部件,即可将热量直接转化为电能,从而提供可靠性和静音运行。

UNESCO Nomenclature: 2211
- 固体物理学

类型

物理效果

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 亚历山德罗·伏特的发现 伏打桩 (1800)
  • 电流的理解
  • 热和温度概念的发展
  • 乔治·欧姆关于电阻的研究

应用程序

  • 用于温度测量的热电偶
  • 用于废热回收的热电发电机(teg)
  • 用于为航天器提供动力的放射性同位素热电发电机(rtgs)
  • 偏远地区电源

专利:

NA

潜在创新理念

  • 利用环境热量的物联网(iot)自供电传感器
  • body-heat powered 可穿戴 electronics and medical implants
  • 用于能量收集服装的热电织物
  • 集成到车辆排气管的废热回收系统
  • 利用地热通风口或工业烟囱发电
  • 用于电子产品的静音固态冷却风扇
  • 热电涂料利用太阳加热的表面发电
  • 用于结构健康监测的自供电无线传感器网络
  • 发展中国家离网应用的电源
  • miniature power sources for micro-electromechanical systems (备忘录)
相关术语:塞贝克效应、热电偶、热电发电机、电压、温度梯度、塞贝克系数、热电势、TEG、载流子扩散、固态物理。

历史背景

塞贝克效应

1816-11-16
1820
1820
1821
1822
1827
1829
1816
1816-11-16
1820
1820
1822
1824
1827
1831

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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