Термоэлектрические эффекты и их применение.




К термоэлектрическим эффектам относятся эффекты возникновения ЭДС при создании разности температур м/у 2-я контактными областями (эффект Зеебека), возникновение или поглощение теплоты контакта (эффект Пелетье), выделение или поглощение теплоты в объеме материала при пропускании ч/з него тока в условиях градиента температур (эффект Томпсона).

Эффект Зеебека: в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных различных материалов возникаетЭДС, если места контактов поддерживаются при различных температурах. В небольшом интервале температур величину термо-ЭДС можно считать пропорциональной разности температур и коэф. Зеебека: E=α(T-T0), где Т- «горячего» контакта, T0- «холодного», α-удельная термо-ЭДС, кот зависит от св-в мат-ла и температуры.

Термрпары, компьютерные термодатчики(отлич. выс. точн-ю)

Эффект Пелетье (обратный эффекту Зеебека): при прохождении тока в цепи, состоящей из различных проводников, в местах контактов в дополнение к джоулевой теплоте выделяется и поглощается в зависимости от напряжения тока некоторое количество теплоты Qп, пропорциональное прошедшему через контакт количеству электричества и коэффициенту Пелетье: Qп=П•I•t, где П- коэффициент Пелетье, t-время прохожд тока.

Коэф. Зеебека связан с коэф.Пельтье: α=П/Т.

В автомобильных холодильниках, для охлаждения и термостатирования диодных лазеров.

Эффект Томпсона: вдоль проводника, по которому протекает электр.ток, существует перепад температур, то в дополнение к джоулевой теплоте выделяется или поглощается в зависимости от направления тока некоторое количество теплоты Qт, пропорциональное силе тока I, времени t,перепад температур (Т-Т0) и коэф.Томпсона, зависящему от природы материала. Qт=τ(Т-Т0)*I*t, где τ-коэф.Томпсона. Практическое применение эффекта Томсона не нашел, но его можно использовать для определения типа примесной проводимости полупроводников.

Качественно явление термо-ЭДС в образце без контактов объясняют: энергия свободных е-ов растет пропорционально температуре и если вдоль проводника существует перепад температур, то е-ы от «горячего» конца приобретают более высокие энергии и скорости, чем на «холодном». В полупроводниках также растет концентрация носителей зарядов с ростом температуры. В результате возникает поток носителей зарядов. На хол. конце накапливается избыточный отриц. заряд, на горячем остается нескомпенсир. полож. заряд. Этот процесс продолжается до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не скомпенсирует данный поток. Еще один источник термо-ЭДС-эффект увеличения е-ов фононами. При своем увлечении движения, т.е. от горячего конца к холодному фотоны в результате столкновения е-ов будут увлекать их за собой. При наличии контактов существует еще третья составляющая термо-ЭДС - температурная зависимость контактной разности потенциалов. Т.о., по знаку термо-ЭДС определяют знак носителей заряда.

Причина возникновения эф. Пельтье – изменение кинет.энергии носителей заряда при прохождении области контактов. Д/нах-иякоэф. Зеебека надо задать некот. разность темп-р м/у контактами и определить возник-ую м/у ними разность потенциалов: α=U/ΔT. Причем величина ΔTд.б. достаточно небольшой, чтобы зависимость коэф. Зеебека от Т не сказывалась на полученном значении.

 


54.Измерение диэлектрич.проницаемости порошков. Порошки. Диэлектрич.проницаемость порошков обычно измеряют для практич.целей (при изучении св-в наполнителей для теплоизоляц.материалов), а также эти методы позволяют анализировать структуру, определять влагосодержание. Методы измерения: 1) метод погружения осн на измерении изменения диэлектрич.прониц. послде внесения исслед.порошка в ряд жидких смесей с известной диэлектрич.прониц. до достижения равенства диэлектрич.прониц.порошка и жидкости, в кот.он погружается. В качестве измерит. ячейки обычно исп-ся цилиндрич. конденсаторы. 1 – внутренний электрод; 2 – внешний электрод; 3 – изолятор; 4 – измерит.пространство; 5 – объем для приема вытесненной порошком жидкости. В измерит.ячейку заливают жидкость. Определяют емкость. Затем в эту жидкость вносят определенное кол-во порошка и снова определяют емкость.

Т.к. вероятность равенства диэлектричпроницаемости жидкости и порошка невелика, то после внесения порошка емкость либо увеличится, либо уменьшится. Находят разность двух измерений и из полученной разности делают вывод о требуемом изменении диэлектричпроницаемости жидкости для ее приближения к искомой диэлектрич.проницаемости порошка. Затем опыт повторяют. Работа продолжается до тех пор, пока разность двух измерений не изменит знак. В данном случае целесообразно работать с бинарными системами с различными значениями диэлектрич. проницаемости жидкости. Результаты заносят в таблицу, а диэлектрич.проницаемость порошка определяют с помощью графического построения. По оси х – кол-во жикости А в жидкости В. По оси у – разность измерений ячейки с жидкостью и емкости ячейки с жидкостью и порошком. По графику определяют состав жидкости, когда разность измерений равна нулю и, соответственно, проницаемость жидкости данного состава равна проницаемости порошка.

2) метод прямого измерения осн на вычислении диэлектрич.проницаемости гетерогенной смеси «порошок-воздух». Расчет диэлектрич.прониц.вещ-ва осущ-ся по формуле Винлера:

2V1∙x3 + (1 + ε12 + V1∙ε12)x2 + (2 – 2V1 - 2ε12)x – V1∙ ε12 = 0

где V1 – объемная доля порошка от полного объема образца; ε12 – диэлектрич.проницаемость смеси «порошок-воздух». После решения кубического уравнения и нахождения величины х искомая диэлектрич.проницаемость порошка получается из соотношения ε = х2. Данное уравнение может иметь 3 рациональных корня и для нахождения диэлектрич.проницаемости надо брать наименьший положительный.




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-07-22 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: