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塞贝克效应

1821
  • Thomas Johann Seebeck
Thermoelectric generator demonstrating Seebeck effect in solid state physics.

The Seebeck effect is the direct conversion of a temperature difference into an electric voltage. When a temperature gradient is applied across a junction of two dissimilar conductors or semiconductors, a voltage is produced. This voltage is proportional to the temperature difference, with the proportionality constant known as the Seebeck coefficient ([latex]V = S cdot Delta T[/latex]).

The Seebeck effect originates from the movement of charge carriers (electrons and holes) within a conductive material. When one end of a conductor is heated, the charge carriers at that end gain kinetic energy and tend to diffuse towards the colder end. This migration of charge creates a net charge buildup at the cold end and a deficit at the hot end, resulting in an electrostatic potential, or voltage. The magnitude of this voltage depends on the material’s properties, encapsulated in the Seebeck coefficient (S), also known as thermopower.

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
– Solid state physics

类型

Physical Effect

中断

实质性

使用方法

广泛使用

前体

  • Alessandro Volta’s discovery of the voltaic pile (1800)
  • 电流的理解
  • 热和温度概念的发展
  • Georg Ohm’s work on electrical resistance

应用

  • 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

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