Прямой термоэлектрический эффект (Явление Зеебека).

 

Сущность прямого термоэлектрического эффекта состоит в том, что в замкнутой электрической цепи из разнородных проводников или полупроводников при неодинаковой температуре мест контактов возникает разность контактных разностей потенциалов, которая называется термоэлектродвижущей силой (термо ЭДС).

V_A+(-V_B)=ε_AB – термо ЭДС.

 

t°A>t°B |КРПА|>|КРПB| |VA|>|VB| VA+(-VB) = εAB –термо ЭДС > 0

Причина ее возникновения в том, что при разной t° мест контактов в соответствии с 3 законом Вольта алгебраическая сумма КРП≠0.

 

Экспериментально установлено, что в определенных пределах значение термо ЭДС пропорционально разности температур мест контакта Δt°_AB :

ε_AB=aΔt°_AB

 

a [В/град] – коэффициент термо ЭДС в системе СИ. Физический смысл: численно равен термоЭДС при разности температур мест контактов один градус.

На практике значения коэффициента aберутся из справочных таблиц, где приводятся значения термоЭДС разных материалов в паре с чистой платиной при температуре рабочих концов термоэлектродов 100°С и свободных концов 0°С.

Значения коэффициента термоЭДС aдля некоторых материалов [ мВ/100°С ] (Размерность a внесистемная):

Хромель…………..2,96 Платина………..0

Железо……………1,8 Алюмель………-1,2

Медь………………0,76 Константан…....-3,4

Платинородий……0,64 Копель…………-4,0

Знак плюс имеют те металлы, которые по отношению к платине являются положительными термоэлектродами, а минус те, которые будут отрицательными.

Значение a для любой пары металлов определяется как алгебраическая разность термоЭДС каждого металла.

Например, термоЭДС пары «железо-константан» равна:

a =1,8 – (-3,4) = 1,8 + 3,4 = 5,2 мВ/100°С.

График прямого термоэлектрического эффекта ε_AB=aΔt°_AB.

Из графика понятен математический смысл коэффициента термоЭДС:

a = tgb. Коэффициент термоЭДС есть тангенс наклона прямой ε_AB=aΔt°_AB. к оси разности температур.