На иллюстрации показаны схематические изображения трех основных эффектов нашего термоэлектрического поля: эффекта Зеебека, эффекта Пельтье и эффекта Томсона. На этот раз мы собираемся исследовать Уильяма Томсона и его великое открытие — эффект Томсона.
Уильям Томсон родился в Ирландии в 1824 году. Его отец Джеймс был профессором математики в Королевском колледже Белфаста. Позже, когда он преподавал в Университете Глазго, его семья переехала в Глазго, Шотландия, когда Уильяму было восемь лет. Томсон поступил в Университет Глазго в возрасте десяти лет (не удивляйтесь, что в то время ирландские университеты принимали самых талантливых учеников начальной школы) и начал изучать курсы университетского уровня примерно в 14 лет. В 15 лет он выиграл университетскую золотую медаль за статью под названием «Форма Земли». Позже Томсон пошел учиться в Кембриджский университет и окончил его вторым лучшим студентом в своем классе. После окончания учебы он отправился в Париж и провел год экспериментальных исследований под руководством Рене. В 1846 году Томсон вернулся в Университет Глазго, чтобы работать профессором естественной философии (то есть физики) до выхода на пенсию в 1899 году.
Томсон основал первую лабораторию современной физики в Университете Глазго. В 24 года он опубликовал монографию по термодинамике и установил «абсолютную термодинамическую температурную шкалу» температуры. В 27 лет он опубликовал книгу «Теория термодинамики», установив второй закон термодинамики и сделав его фундаментальным законом физики. Совместно с Джоулем обнаружил эффект Джоуля-Томсона при диффузии газа; После девяти лет строительства постоянного атлантического подводного кабеля между Европой и Америкой ему был присвоен дворянский титул «лорд Кельвин».
Объем исследований Томсона на протяжении всей его жизни был весьма обширным. Он внес значительный вклад в математическую физику, термодинамику, электромагнетизм, механику упругости, теорию эфира и науку о Земле.
В 1856 году Томсон провел всесторонний анализ эффекта Зеебека и эффекта Пельтье, применив установленные им термодинамические принципы, и установил связь между первоначально несвязанным коэффициентом Зеебека и коэффициентом Пельтье. Томсон считал, что при абсолютном нуле существует простая множественная связь между коэффициентом Пельтье и коэффициентом Зеебека. На этом основании он теоретически предсказал новый термоэлектрический эффект, то есть, когда ток протекает через проводник с неравномерной температурой, помимо образования необратимого джоулева тепла, проводник также поглощает или выделяет определенное количество тепла (известное как тепло Томсона). Или наоборот, когда температуры на обоих концах металлического стержня различны, на обоих концах металлического стержня образуется разность электрических потенциалов. Это явление позже было названо эффектом Томсона и стало третьим термоэлектрическим эффектом после эффекта Зеебека и эффекта Пельтье.
История окончена. Вот ключевой момент!
Вопрос: Каковы три основных термоэлектрических эффекта соответственно?
Ответ: Эффект Зеебека, также известный как первый термоэлектрический эффект, относится к термоэлектрическому явлению, вызванному разницей температур между двумя разными проводниками или полупроводниками, что приводит к разнице напряжений между двумя веществами.
Эффект Пельтье, также известный как второй термоэлектрический эффект, относится к явлению, при котором при прохождении тока через точку контакта, образованную проводниками А и В, в дополнение к джоулеву теплу, выделяемому за счет тока, протекающего по цепи, в точке контакта также возникает эндотермический или экзотермический эффект. Это реакция, обратная эффекту Зеебека. Поскольку тепло Джоуля не зависит от направления тока, тепло Пельтье можно измерить, дважды приложив электричество в противоположном направлении.
Эффект Томсона, также известный как третий термоэлектрический эффект, был предложен Томсоном, чтобы иметь простую множественную связь между коэффициентом Пельтье и коэффициентом Зеебека при абсолютном нуле. На этом основании он теоретически предсказал новый термоэлектрический эффект, то есть, когда ток протекает через проводник с неравномерной температурой, помимо образования необратимого джоулева тепла, проводник также поглощает или выделяет определенное количество тепла (известное как тепло Томсона). Или наоборот, когда температуры на обоих концах металлического стержня различны, на обоих концах металлического стержня образуется разность электрических потенциалов.
Вопрос: Какова связь между этими тремя термоэлектрическими эффектами?
Ответ: Три термоэлектрических эффекта имеют определенные связи: Эффект Томсона — это явление, при котором электрический потенциал генерируется при наличии разницы температур между двумя концами проводника; Эффект Пелье — это явление, при котором между двумя концами заряженного проводника возникает разница температур (один конец выделяет тепло, а другой поглощает тепло). Комбинация этих двух факторов представляет собой эффект Зеебека.
Таким образом, термоэлектрический эффект относится к явлению, заключающемуся в том, что при наличии разницы температур в точке контакта двух материалов возникает разность электрических потенциалов и ток. Эффект Зеебека преобразует тепловую энергию в электрическую, эффект Пельтье реализует взаимное преобразование электрической и тепловой энергии, а эффект Томсона описывает тепловой эффект при прохождении тока через материал.
X-заслуженныйявляется профессиональным производителем и поставщикомТермоэлектрические материалы, Термоэлектрические охладителииСборки термоэлектрических охладителейв Китае. Добро пожаловать на консультацию и покупку.
