热电效应
如右图所示,两种不同性质的导体或半导体材料A、B串接成一个闭合回路,如果两接合点处的温度不同,即T≠T0,则在两导体间产生热电势,也称热电动势,常用EAB(T,T0)表示。同时在回路中有一定大小的电流,这种现象称为热电效应。
几个概念:
热电极:闭合回路中的导体或半导体A、B,称为热电极;
热电偶:闭合回路中的导体或半导体A、B的组合,称为热电耦;
工作端:两个结点中温度高的一端,称为工作端;
参比端:两个结点中温度低的一端,称为参比端;
热电动势:两导体的接触电势 + 单一导体的温差电势;
⑴接触电势:
产生接触电势的主要原因:
① 不同材料具有不同的自由电子密度;
② 两种不同材料的导体接触时,接触面会发生电子扩散;
当扩散达到动态平衡时,在接触区形成一个稳定的电位,表示为:如图所示:
⑵温差电势:
① 导体中自由电子在高温端具有较大的动能;
② 电子从高温端向低温端扩散,因而高温端带正电,低温端带负电,形成静电场,并阻碍电子扩散;
当扩散达到动态平衡时,两端产生一个相应的电位差,称为温差电势,表示为:如图所示:
⑶接触电势与温差电势的性质:
用公式可以证明:
⑷回路总电势:
用小写e表示接触或温差电势,用大写E表示回路总电势。如图所示:
几点讨论:如图所示 :