产生热电效应的原因是什么

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热电效应的来源发现~

托马斯·约翰·塞贝克(也有译做“西伯克”)1770年生于塔林(当时隶属于东普鲁士,现为爱沙尼亚首都)。塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人,也许正因为如此,他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。1802年,塞贝克获得医学学位。由于他所选择的方向是实验医学中的物理学,而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作,所以人们通常认为他是一个物理学家。毕业后,塞贝克进入耶拿大学,在那里结识了歌德。德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关与光与色的理论的思想,使塞贝克深受影响,此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。塞贝克的研究重点是太阳光谱,他在1806年揭示了热量和化学对太阳光谱中不同颜色的影响,1808年首次获得了氨与氧化汞的化合物。1812年,正当塞贝克从事应力玻璃中的光偏振现象时,他却不晓得另外两个科学家布鲁斯特和比奥已经抢先在这一领域里有了发现。1818年前后,塞贝克返回柏林大学,独立开展研究活动,主要内容是电流通过导体时对钢铁的磁化。当时,阿雷格(Arago)和大卫(Davy)才发现电流对钢铁的磁化效应,塞克贝对不同金属进行了大量的实验,发现了磁化的炽热的铁的不规则反应,也就是现在所说的磁滞现象。在此期间,塞贝克还曾研究过光致发光、太阳光谱不同波段的热效应、化学效应、偏振,以及电流的磁特性等等。1820年代初期,塞贝克通过实验方法研究了电流与热的关系。1821年,塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成两个结点,他突然发现,如果把其中的一个结加热到很高的温度而另一个结保持低温的话,电路周围存在磁场。他实在不敢相信,热量施加于两种金属构成的一个结时会有电流产生,这只能用热磁电流或热磁现象来解释他的发现。在接下来的两年里时间(1822~1823),塞贝克将他的持续观察报告给普鲁士科学学会,把这一发现描述为“温差导致的金属磁化”。塞贝克的实验仪器,加热其中一端时,指针转动,说明导线产生了磁场塞贝克确实已经发现了热电效应,但他却做出了错误的解释:导线周围产生磁场的原因,是温度梯度导致金属在一定方向上被磁化,而非形成了电流。科学学会认为,这种现象是因为温度梯度导致了电流,继而在导线周围产生了磁场。对于这样的解释,塞贝克十分恼火,他反驳说,科学家们的眼睛让奥斯特(电磁学的先驱)的经验给蒙住了,所以他们只会用“磁场由电流产生”的理论去解释,而想不到还有别的解释。但是,塞贝克自己却难以解释这样一个事实:如果将电路切断,温度梯度并未在导线周围产生磁场。所以,多数人都认可热电效应的观点,后来也就这样被确定下来了。

把两种不同的导体连接成闭合的回路,如果将它们的两个接点分别置于温度不同的热源中,则在该回路内就会产生热电动势,这种现象称作热电效应。这个装置就叫热电偶。
热电效应的产生必然导致热电偶电势的变化,因此热电势的产生条件也是热电效应的产生条件。

热电偶所产生的热电势由两部分组成:接触电势和温差电势。
温差电势产生的原因是,在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势,由于高温度端的电子能量比低温度端的电子能量大,因而从高温度端跑到低温度端的电子数比从低温度端跑到高温度端的要来得多,结果高温端失去电子而带正电荷,低温端因得到电子而带负电荷,从而形成一个静电场,此时,在导体的两端便产生一个相应的电位差即温差电势。
接触电势产生的原因是,当两种不同的导体A和B接触时,由于两者电子密度不同(假设NA>NB),电子在两个方向上扩散的速率就不同,从A到B的电子数要比从B到A的多,结果A因失去电子而带正电荷,B因得到电子而带负电荷,在A、B的接触面上便形成一个从A到B的静电场,这样在A、B之间也形成一个电位差即接触电势。
条件是:1。组成热电偶的必须是两种不同导体。
2。热电偶两接点的温度必须不同。

热电效应是由于受热物体中的电子(空穴),随着温度梯度由高温区往低温区移动时,产生了电流或电荷堆积而形成的。

将两根不同的金属导线的两端分别连接起来,形成一个闭合回路。若在其一端加热,另一端冷却,则导体中将有电流流过。此外,在一段均匀导线上如有很高的温度差异存在时,导体两端会有电动势产生。

扩展资料:

热电效应包括下列三种基本效应:

1、第一热电效应,把两种不同的导体连接成闭合回路,如两个接点的温度不同,则回路中将产生一个电势,称为“热电势”,且温度差越大,热电势亦越大。

2、第二热电效应,亦称为“珀尔帖效应”。当电流通过由两种不同的金属组成的回路时,在金属导体中除了产生焦耳热之外,还要在接点吸收或放出一定热量——珀尔帖热。

3、第三热电效应,亦称为“汤姆逊效应”。如果使一金属导体两端保持恒定的温差,在一定时间内通过电流,则在两端点间依电流方向不同放出或吸收一定的热量。

参考资料来源:百度百科——热电效应



热电偶中产生热电势的条件是:组成热电偶的必须是两种不同导体,热电偶两接点的温度必须不同。

热电偶中产生热电势的原因把两种不同的导体连接成闭合的回路,如果将它们的两个接点分别置于温度不同的热源中,则在该回路内就会产生热电动势,这种现象称作热电效应,这个装置就叫热电偶。

温差电势产生的原因是,在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势,由于高温度端的电子能量比低温度端的电子能量大,因而从高温度端跑到低温度端的电子数比从低温度端跑到高温度端的要来得多。

扩展资料:

来源发现

托马斯·约翰·塞贝克(也有译做“西伯克”)1770年生于塔林(当时隶属于东普鲁士,现为爱沙尼亚首都)。塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人,也许正因为如此,他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。

1802年,塞贝克获得医学学位。由于他所选择的方向是实验医学中的物理学,而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作,所以人们通常认为他是一个物理学家。

毕业后,塞贝克进入耶拿大学,在那里结识了歌德。德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关与光与色的理论的思想,使塞贝克深受影响,此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。



电流通过导体时,会因为导体电阻而损耗掉部分能量,这部分能量转换为热能,就形成了电的热效应。

电制冷的理论基础是固体的热电效应,在无外磁场存在时,它包括五个效应,导热、焦耳热损失、西伯克效应、帕尔帖效应和汤姆逊效应。

扩展资料:

生活应用:

热电制冷器的产冷量一般很小,所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强,简单方便冷热切换容易,非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。

一般的冷气与冰箱运用氟氯化物当冷媒,造成臭氧层的被破坏。无冷媒冰箱(冷气)因而是环境保护的重要因素。利用半导体之热电效应,可制造一个无冷媒的冰箱。

这种发电方法是将热能直接转变成电能,其转变效率受热力学第二定律的限制。早在1822年西伯即已发现,因而热电效应又叫西伯效应。



电流通过导体时,会因为导体电阻而损耗掉部分能量,这部分能量转换为热能,就形成了电的热效应。
电制冷的理论基础是固体的热电效应,在无外磁场存在时,它包括五个效应,导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。

所谓的热电效应,是当受热物体中的电子(洞),因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。而这个效应的大小,则是用称为thermopower(Q)的参数来测量,其定义为Q=E/-dT(E为因电荷堆积产生的电场,dT则是温度梯度)。


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