Ilustrația prezintă diagramele schematice ale celor trei efecte majore din câmpul nostru termoelectric: acestea sunt efectul Seebeck, efectul Peltier și efectul Thomson. De data aceasta, vom explora pe William Thomson și marea sa descoperire - efectul Thomson.
William Thomson s-a născut în Irlanda în 1824. Tatăl său, James, a fost profesor de matematică la Colegiul Regal din Belfast. Mai târziu, când preda la Universitatea din Glasgow, familia sa s-a mutat la Glasgow, Scoția, când William avea opt ani. Thomson a intrat la Universitatea din Glasgow la vârsta de zece ani (nu trebuie să fii surprins că în acea epocă, universitățile irlandeze ar admite cei mai talentați elevi de școală primară) și a început să studieze cursuri la nivel universitar în jurul vârstei de 14 ani. La 15 ani, a câștigat o medalie de aur universitară pentru un articol intitulat „Forma Pământului”. Thomson a mers mai târziu să studieze la Universitatea Cambridge și a absolvit ca al doilea elev de top din clasa sa. După absolvire, a plecat la Paris și a efectuat un an de cercetări experimentale sub îndrumarea lui Rene. În 1846, Thomson s-a întors la Universitatea din Glasgow pentru a servi ca profesor de filozofie naturală (adică, fizică) până la pensionarea sa în 1899.
Thomson a înființat primul laborator modern de fizică la Universitatea din Glasgow. La 24 de ani, a publicat o monografie despre termodinamică și a stabilit „scala de temperatură termodinamică absolută” pentru temperatură. La 27 de ani, a publicat cartea „Teoria termodinamicii”, stabilind a doua lege a termodinamicii și făcând-o o lege fundamentală a fizicii. Au descoperit în comun efectul Joule-Thomson în timpul difuziei gazului cu Joule; După nouă ani de construcție a unui cablu submarin permanent atlantic între Europa și America, i s-a acordat titlul nobiliar de „Lord Kelvin”.
Domeniul de cercetare al lui Thomson a fost destul de extins de-a lungul vieții sale. A adus contribuții semnificative în fizica matematică, termodinamică, electromagnetism, mecanica elasticității, teoria eterului și știința pământului.
În 1856, Thomson a efectuat o analiză cuprinzătoare a efectului Seebeck și a efectului Peltier prin aplicarea principiilor termodinamice pe care le stabilise și a stabilit o legătură între coeficientul Seebeck inițial neînrudit și coeficientul Peltier. Thomson credea că la zero absolut, există o relație simplă multiplă între coeficientul Peltier și coeficientul Seebeck. Pe această bază, el a prezis teoretic un nou efect termoelectric, adică atunci când curentul trece printr-un conductor cu temperatură neuniformă, pe lângă faptul că generează căldură Joule ireversibilă, conductorul absoarbe sau eliberează și o anumită cantitate de căldură (cunoscută sub numele de căldură Thomson). Sau invers, când temperaturile la ambele capete ale unei tije metalice sunt diferite, se va forma o diferență de potențial electric la ambele capete ale tijei metalice. Acest fenomen a fost numit mai târziu efectul Thomson și a devenit al treilea efect termoelectric după efectul Seebeck și efectul Peltier.
Povestea s-a terminat. Iată punctul cheie!
Î: Care sunt, respectiv, cele trei efecte termoelectrice majore?
R: Efectul Seebeck, cunoscut și ca primul efect termoelectric, se referă la fenomenul termoelectric cauzat de diferența de temperatură dintre doi conductori sau semiconductori diferiți, rezultând o diferență de tensiune între două substanțe.
Efectul Peltier, cunoscut și sub denumirea de al doilea efect termoelectric, se referă la fenomenul în care, atunci când curentul trece prin punctul de contact format din conductorii A și B, pe lângă căldura Joule generată din cauza curentului care circulă prin circuit, există și un efect endotermic sau exotermic la punctul de contact. Este reacția inversă a efectului Seebeck. Deoarece căldura Joule este independentă de direcția curentului, căldura Peltier poate fi măsurată prin aplicarea energiei electrice de două ori în direcția opusă.
Efectul Thomson, cunoscut și ca al treilea efect termoelectric, a fost propus de Thomson pentru a avea o relație simplă multiplă între coeficientul Peltier și coeficientul Seebeck la zero absolut. Pe această bază, el a prezis teoretic un nou efect termoelectric, adică atunci când curentul trece printr-un conductor cu temperatură neuniformă, pe lângă faptul că generează căldură Joule ireversibilă, conductorul absoarbe sau eliberează și o anumită cantitate de căldură (cunoscută sub numele de căldură Thomson). Sau invers, când temperaturile la ambele capete ale unei tije metalice sunt diferite, se va forma o diferență de potențial electric la ambele capete ale tijei metalice.
Î: Care este relația dintre aceste trei efecte termoelectrice?
R: Cele trei efecte termoelectrice au anumite conexiuni: Efectul Thomson este fenomenul în care se generează un potențial electric atunci când există o diferență de temperatură între cele două capete ale unui conductor; efectul Pellier este fenomenul în care se produce o diferență de temperatură între cele două capete ale unui conductor încărcat (un capăt generează căldură, iar celălalt capăt absoarbe căldură). Combinația celor două constituie efectul Seebeck.
În rezumat, efectul termoelectric se referă la fenomenul că atunci când există o diferență de temperatură la punctul de contact al două materiale, va apărea o diferență de potențial electric și curent. Efectul Seebeck transformă energia termică în energie electrică, efectul Peltier realizează conversia reciprocă între energia electrică și cea termică, iar efectul Thomson descrie efectul termic atunci când curentul trece printr-un material.
X-meritateste un producător și furnizor profesionist deMateriale termoelectrice, Răcitoare termoelectriceşiAnsambluri de răcitoare termoelectriceîn China. Bine ați venit să consultați și să cumpărați.
