Az ábrán a termoelektromos mezőnk három fő hatásának sematikus diagramja látható: ezek a Seebeck-effektus, a Peltier-effektus és a Thomson-effektus. Ezúttal William Thomsont és nagyszerű felfedezését - a Thomson-effektust - fogjuk felfedezni.
William Thomson Írországban született 1824-ben. Apja, James a Belfasti Royal College matematikaprofesszora volt. Később, amikor a Glasgow-i Egyetemen tanított, családja a skóciai Glasgow-ba költözött, amikor William nyolc éves volt. Thomson tíz évesen lépett be a Glasgow-i Egyetemre (nem kell csodálkozni azon, hogy abban a korban az ír egyetemekre a legtehetségesebb általános iskolásokat vették fel), és 14 éves kora körül egyetemi szintű kurzusokon kezdett tanulni. 15 évesen egyetemi aranyérmet nyert a "The Shape of the Earth" című cikkéért. Thomson később a Cambridge-i Egyetemen tanult, és évfolyama második legjobb diákjaként végzett. A diploma megszerzése után Párizsba ment, és Rene irányítása alatt egy év kísérleti kutatást végzett. 1846-ban Thomson visszatért a Glasgow-i Egyetemre, hogy a természetfilozófia (azaz a fizika) professzoraként szolgáljon egészen 1899-es nyugdíjazásáig.
Thomson létrehozta az első modern fizikai laboratóriumot a Glasgow-i Egyetemen. 24 évesen monográfiát adott ki a termodinamikáról, és létrehozta a hőmérséklet "abszolút termodinamikai hőmérsékleti skáláját". 27 évesen kiadta a "Theory of Thermodynamics" című könyvet, amelyben megállapította a termodinamika második főtételét, és a fizika alaptörvényévé tette. Közösen fedezték fel a Joule-Thomson-effektust a gázdiffúzió során a Joule-lel; Kilenc évnyi állandó atlanti tengeralattjáró kábel kiépítése után Európa és Amerika között elnyerte a "Lord Kelvin" nemesi címet.
Thomson kutatási köre egész életében meglehetősen kiterjedt volt. Jelentős mértékben hozzájárult a matematikai fizikához, a termodinamikához, az elektromágnesességhez, a rugalmassági mechanikához, az éterelmélethez és a földtudományhoz.
1856-ban Thomson az általa felállított termodinamikai elvek alkalmazásával átfogó elemzést végzett a Seebeck-hatásról és a Peltier-effektusról, és kapcsolatot létesített az eredetileg független Seebeck-együttható és a Peltier-együttható között. Thomson úgy vélte, hogy az abszolút nullánál egyszerű többszörös kapcsolat van a Peltier-együttható és a Seebeck-együttható között. Ennek alapján elméletileg egy új termoelektromos hatást jósolt meg, vagyis amikor egyenetlen hőmérsékletű vezetőn áramlik át az áram, amellett, hogy visszafordíthatatlan Joule-hőt hoz létre, a vezető bizonyos mennyiségű hőt is elnyel vagy lead (Thomson-hőként ismert). Vagy fordítva, ha a hőmérséklet a fémrúd mindkét végén eltérő, akkor a fémrúd mindkét végén elektromos potenciálkülönbség keletkezik. Ezt a jelenséget később Thomson-effektusnak nevezték, és a Seebeck-effektus és a Peltier-effektus után a harmadik termoelektromos effektus lett.
A történetnek vége. Itt van a lényeg!
K: Mi a három fő termoelektromos hatás?
V: A Seebeck-effektus, más néven az első termoelektromos effektus, arra a termoelektromos jelenségre utal, amelyet két különböző vezető vagy félvezető közötti hőmérséklet-különbség okoz, és két anyag között A feszültségkülönbséget eredményez.
A Peltier-effektus, más néven második termoelektromos effektus arra a jelenségre utal, amikor az A és B vezetők által alkotott érintkezési ponton áram áthaladásakor az áramkörön átfolyó áram hatására keletkező Joule-hőn kívül endoterm vagy exoterm hatás is fellép az érintkezési ponton. Ez a Seebeck-effektus fordított reakciója. Mivel a Joule-hő független az áram irányától, a Peltier-hő mérhető kétszer ellentétes irányú elektromos árammal.
A Thomson-hatást, más néven harmadik termoelektromos effektust, Thomson javasolta, hogy egyszerű többszörös kapcsolat legyen a Peltier-együttható és a Seebeck-együttható között abszolút nullánál. Ennek alapján elméletileg egy új termoelektromos hatást jósolt meg, vagyis amikor egyenetlen hőmérsékletű vezetőn áramlik át az áram, amellett, hogy visszafordíthatatlan Joule-hőt hoz létre, a vezető bizonyos mennyiségű hőt is elnyel vagy lead (Thomson-hőként ismert). Vagy fordítva, ha a hőmérséklet a fémrúd mindkét végén eltérő, akkor a fémrúd mindkét végén elektromos potenciálkülönbség keletkezik.
K: Mi a kapcsolat a három termoelektromos hatás között?
V: A három termoelektromos hatásnak bizonyos összefüggései vannak: A Thomson-effektus az a jelenség, amikor elektromos potenciál keletkezik, amikor a vezető két vége között hőmérséklet-különbség van; A Pellier-effektus az a jelenség, amikor a töltött vezető két vége között hőmérséklet-különbség keletkezik (az egyik vége hőt termel, a másik vége pedig hőt vesz fel). A kettő kombinációja alkotja a Seebeck-effektust.
Összefoglalva, a termoelektromos hatás arra a jelenségre utal, hogy amikor két anyag érintkezési pontjában hőmérséklet-különbség van, akkor elektromos potenciálkülönbség és áram keletkezik. A Seebeck-effektus a hőenergiát elektromos energiává alakítja, a Peltier-effektus az elektromos és a hőenergia kölcsönös átalakulását valósítja meg, a Thomson-effektus pedig azt a hőhatást írja le, amikor az áram áthalad egy anyagon.
X-megérdemeltprofesszionális gyártója és szállítójaTermoelektromos anyagok, Termoelektromos hűtőkésTermoelektromos hűtőegységekKínában. Üdvözöljük a konzultáción és a vásárláson.
