efeito termoeléctrico Da Wikipédia, a enciclopédia livre Este artigo é sobre o efeito termoeléctrico como um fenômeno físico. Para aplicações do efeito termoeléctrico, consulte materiais termoelétricos e termoelétricos e refrigeração termoelétrica . Este artigo precisa citações adicionais para a verificação . Por favor, ajud melhorar este artigo por artigo por adicionando adicionando citações de fontes confiáveis confiáveis . . Unsourc material pode ser desafiado e removido. (Maio de 2015) ( Saiba ( Saiba como e quando p remover esta mensagem template )
efeito termoeléctrico
Princípios[hide] efeito termoeléctrico termoeléctrico
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efeito de Seeec!
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efeito Peltier
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efeito "homson
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coeficiente de Seeec!
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efeito Ettingshau Ettingshausen sen
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efeito #ernst
aplicações[sho$]
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e
termoeléctrico o é a conversão directa da temperatura O efeito termoeléctric temperatura diferenças diferenças para eléctrico de tensão e tensão e vice-versa. Um dispositivo termoeléctrico termoeléctrico cria tensão quando existe uma temperatura diferente de cada lado. Por outro lado, quando uma voltaem é aplicada a ele, cria-se uma diferença de temperatura. !m escala at"mica, uma temperatura aplicada inclinação inclinação fa# fa# com que portadores de cara no material para difundir a partir do lado quente para o lado frio.
!ste efeito pode ser utili#ado para erar electricidade, medir a temperatura ou alterar a temperatura de o$%ectos. Dado que a direcção de aquecimento e arrefecimento é determinada pela polaridade da tensão aplicada, dispositivos termoeléctricos podem ser utili#ados como controladores de temperatura.
O termo &efeito termoeléctrico& enlo$a tr's efeitos identificados separadamente( o efeito Seebeck, efeito Peltier, e efeito Thomson. )ivros did*ticos podem se referir a ele como o efeito Peltier-Seebeck. !sta separação deriva das desco$ertas independentes de f+sico franc's ean arles /tanase Peltier e 0*ltico alemão f+sico 1omas oann 2ee$eck . /quecimento de oule , o calor que é erado sempre que uma corrente é passada através de um material resistivo, est* relacionada, em$ora não é eralmente denominado como efeito termoeléctrico. Os efeitos Peltier-2ee$eck e 1omson são termodinamicamente revers+vel , 345onsiderando que o aquecimento oule não é. Conteúdo
3ide5 •
Umefeito de 2ee$eck
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6efeito Peltier
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7efeito 1omson
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8equaç9es termelétricas completas
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:relaç9es 1omson
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;/plicaç9es o
;.4eradores termoelétricos
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;,6efeito Peltier
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;.8termocicladores para reação em cadeia da polimerase
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=>e%a tam$ém
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?@efer'ncias
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A)eitura
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4B)iaç9es externas
Efeito Seebeck 3 editar 5
Um circuito termelétrica con%unto de materiais com coeficiente de 2ee$eck diferente Cp- dopado e semicondutores n-dopado, confiurado como umerador termoelétrico . 2e a resist'ncia de cara, na parte inferior é su$stitu+do com um volt+metro o circuito, em seuida, funciona como um sensor de temperatura termopar .
O efeito de Seebeck é a conversão de calor directamente para eneria eléctrica na %unção de diferentes tipos de fios. E nomeado para o alemão 0*ltico f+sico 1omas oann 2ee$eck . 2ee$eck, em 4?64, desco$riu que uma aula de $Fssola seria desviada por um circuito fecado formado por dois metais diferentes se %untaram em dois luares, com uma diferença de temperatura entre as articulaç9es. Gsto era porque os n+veis de eneria de electr9es em cada metal deslocado de forma diferente e uma diferença de tensão entre as %unç9es criada uma corrente eléctrica e, por conseuinte, um campo manético em torno dos fios. 2ee$eck não reconeceu que avia uma corrente elétrica envolvida, por isso camou o fen"meno do efeito termomanético. H+sico dinamarqu's Ians ristian Oersted retificou a supervisão e cunou o termo &termoeletricidade&. O efeito 2ee$eck é um exemplo cl*ssico de uma força eletromotri# Cfem e leva a correntes mensur*veis ou tens9es da mesma forma como qualquer outro fem. Horças electromotri#es modificar a lei de Om , erando correntes, mesmo na aus'ncia de diferenças de tensão Cou vice-versaJ o local de densidade de corrente é dada pela Onde é o local de tensão 365 e representa o local de condutividade . !m eral, o efeito de 2ee$eck é descrito localmente pela criação de um campo electromotri# Onde é o coeficiente de 2ee$eck Ctam$ém conecido como termopoKer, uma propriedade do material local, e é o radiente de temperatura . Os coeficientes de 2ee$eck em eral, variam em função da temperatura, e depende fortemente da composição do condutor. Para materiais comuns L temperatura am$iente, o coeficiente de 2ee$eck pode variar no valor de -4BB m> M N para 4BBB m> M N Cve%a coeficiente de 2ee$eck artio para o$ter mais informaç9es. 2e o sistema atine um estado estacion*rio, onde , !m seuida, o radiente de tensão é determinada simplesmente pelo !
constante e mantida em contacto com a amostra desconecida que é aquecida localmente para a temperatura da sonda. E usado comercialmente para identificar as lias met*licas. 1ermopares em série formar uma termopila . eradores termoelétricos são utili#ados para a criação de eneria a partir de diferenciais de calor.
Efeito Peltier 3 editar 5
O circuito de 2ee$eck confiurado como um refrierador termoelétrico
O efeito Peltier é a presença de aquecimento ou de arrefecimento em um cru#amento eletrificado por dois condutores diferentes e é nomeado aps o f+sico franc's ean arles /tanase Peltier , que a desco$riu em 4?78. Quando uma corrente é feita a fluir através de uma %unção entre dois condutores, / e 0, o calor pode ser erado ou removido na %unção. O calor de Peltier erado na %unção por unidade de tempo, , é iual a Onde C E o coeficiente de Peltier de um condutor C0, e é a corrente eléctrica Cde / para 0. O calor total erado não é determinada pelo efeito Peltier so#ino, como tam$ém pode ser influenciada por aquecimento por efeito oule e efeitos radiente térmico Cver a$aixo. Os coeficientes de Peltier representam a quantidade de calor é reali#ada por unidade de cara. Desde corrente de cara deve ser cont+nua através de uma %unção, o fluxo de calor associado ir* desenvolver uma descontinuidade se e são diferentes. O efeito Peltier pode ser considerado como o equivalente de volta para a acção para o efeito de 2ee$eck Can*loa L volta!
Efeito Thomson 3 editar 5
!m materiais diferentes, o coeficiente de 2ee$eck não é constante da temperatura, e assim um radiente espacial na temperatura pode resultar em um radiente na coeficiente de 2ee$eck. 2e uma corrente é condu#ida através deste radiente, em seuida, uma versão cont+nua do efeito Peltier vai ocorrer. !ste efeito Thomson foi previsto e, posteriormente, o$servado por )ord Nelvin em 4?:4. !la descreve o aquecimento ou arrefecimento de um condutor de corrente com um radiente de temperatura. 2e uma densidade de corrente é passada através de um condutor omoénea, o efeito de 1omson prev' uma taxa de produção de calor por unidade de volume( Onde é o radiente de temperatura e é o coeficiente de 1omson. O coeficiente de 1omson est* relacionada com o coeficiente de 2ee$eck quanto Cver a$aixo . !sta equação no entanto nelienciar o aquecimento oule, e condutividade térmica ordin*ria Cver equaç9es completas a$aixo.
Equações termelétricas completas 3 editar 5 Veja também: física de transferncia de calor ! Electron
2e o material não est* em um estado constante, uma descrição completa tam$ém ter* de incluir os efeitos dinRmicos, como relativas a capacitRncia elétrica, indutRncia e capacidade de calor.
Relações Thomson 3 editar 5 Veja também: "nsager relações recíprocas e física de transferncia de calor ! Electron
!m 4?:8, )ord Nelvin encontrou relaç9es entre os tr's coeficientes, o que implica que os efeitos 1omson, Peltier, e 2ee$eck são diferentes manifestaç9es de um efeito Ccaracteri#ada exclusivamente pelo coeficiente 2ee$eck. / primeira relação 1omson é 375 Onde é a temperatura a$soluta, é o coeficiente de 1omson, é o coeficiente de Peltier, e é o coeficiente de 2ee$eck. !sta relação é facilmente demonstrada, uma ve# que o efeito de 1omson é uma versão cont+nua do efeito de Peltier. Usando a seunda relação Cdescrito a seuir, a primeira relação torna-se 1omson . / seunda relação 1omson é !sta relação exprime uma liação sutil e fundamental entre os efeitos de Peltier e 2ee$eck. São foi satisfatoriamente comprovada até o advento das relaç9es de Onsaer , e é importante notar que esta seunda relação 1omson s é arantida por um tempo de reversão de materiais simétricaJ 2e o material é colocado num campo manético, ou é em si maneticamente ordenadas C ferromanético , antiferromanetic , etc, em seuida, a seunda relação 1omson não assumir a forma simples mostrado aqui. 385 O coeficiente de 1omson é Fnico entre os tr's principais coeficientes termoeléctricos porque é o Fnico directamente mensur*vel para materiais individuais. Os coeficientes de 2ee$eck Peltier e s pode ser facilmente determinada por pares de materiaisJ /ssim, é dif+cil encontrar valores a$solutos de coeficientes de 2ee$eck ou Peltier para um material individual. 2e o coeficiente de 1omson de um material é medido ao lono de uma vasta ama de temperaturas, que pode ser interado com as relaç9es 1omson para determinar os valores a$solutos dos coeficientes de 2ee$eck e Peltier. Gsto precisa de ser feito apenas por um material, uma ve# que os outros valores podem ser determinados medindo os coeficientes de 2ee$eck empareladas em termopares contendo o material de refer'ncia e, em seuida, adicionar de volta o coeficiente de
2ee$eck a$soluta do material de refer'ncia. Cpara mais detales so$re a determinação coeficiente de 2ee$eck a$soluta, consulte coeficiente de 2ee$eck
Aplicações 3 editar 5 Veja também: "s materiais termoelétricos
Geradores termoelétricos 3 editar 5 Ver artigo principal: gerador termoelétrico
O efeito 2ee$eck é usado em eradores termoelétricos, que funcionam como motores de calor , mas são menos volumoso, não t'm partes mveis e são tipicamente mais caros e menos eficientes. !les t'm um uso em usinas para converter calor desperdiçado em eneria eléctrica adicional Cuma forma de reciclaem de eneria e em automveis como eradores termoelétricos automotivos C/1 para aumentar a efici'ncia de com$ust+vel. 2ondas espaciais muitas ve#es usam eradores termoeléctricos radioistopos com o mesmo mecanismo mas utili#ando radioistopos para erar a diferença de calor necess*rio. Usos mais recentes incluem o corpo ao calor - poKered iluminação 3:5 Efeito Peltier 3 editar 5 Ver artigo principal: refrigeração termoelétrica
O efeito de Peltier podem ser usados para criar um refrierador que é compacto e não tem partes mveis ou de fluidos circulam. !sses frior+ficos são Fteis em aplicaç9es onde suas vantaens superam a desvantaem de sua efici'ncia muito $aixa. Medição de temerat!ra 3 editar 5 Ver artigo principal: #ermopar
1ermopares e 1ermpilas são dispositivos que utili#am o efeito 2ee$eck para medir a diferença de temperatura entre dois o$%etos. 1ermopares são muitas ve#es utili#ados para medir altas temperaturas, mantendo a temperatura de uma %unção constante ou medi-lo de forma independente C compensação de %unta fria . 1ermopilas utili#ar diversos termopares electricamente liados em série, para mediç9es sens+veis de muito pequena diferença de temperatura. Termocicladores ara reação em cadeia da olimerase 3 editar 5 Ver artigo principal: #ermociclador
O efeito Peltier é utili#ado por muitos termocicladores, dispositivos de la$oratrio utili#ados para amplificar o /DS pela da reacção em cadeia da polimerase CP@. P@ requer a c+clico de aquecimento e resfriamento de amostras a temperaturas especificadas. / inclusão de diversos
termopares em um pequeno espaço permite que muitas amostras a serem amplificadas em paralelo.
Veja também 3 editar 5 •
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!feito Sernst e efeito !ttinsausen - efeitos termelétricas especiais em um campo manético. Piroeletricidade - a criação de uma polari#ação elétrica em um cristal depois de aquecimento M arrefecimento, um efeito distinto de termoeletricidade. elular 1ermoalvanic - a produção de eneria elétrica a partir de uma célula alvRnica com eletrodos em diferentes temperaturas.
Referências 3 editar 5 4. "!m ! # omo o &+ndice de mérito& se aproxima do infinito, o efeito Peltier-2ee$eck pode diriir um motor de calor ou refrierador a cada ve# mais perto da efici'ncia de arnot . $i%al&o, '( )*+++. -ooling #ermelétrica e /eração de Energia- incia 285 (5428):.. 0123 4. $oi : *1.**54 6 science.578.8957.012 . P;$ *1954+74 . Qualque
r dispositivo que funciona com a ef ici'ncia de arnot é termodinamicamente revers+vel, uma consequ'ncia da termodinRmica cl*ssica . 6. "!m ! # / tensão, neste caso, não se refere ao potencial eléctrico, mas sim o &volt+metro& tensão , Onde é o n+vel de Hermi . 7. T ump up to(
-efeitos <.** termoelétricos- . Eng.fsu.edu. 511531531*. =etirad o 51*2619655. A b c
8. "!m ! # I* uma seunda relação enerali#ada 1omson relativa anisotrpicos coeficientes Peltier e 2ee$eck com o campo manético reversa e da ordem manética. >er, por exemplo, =o>e, $, ed. )51*1 #?ermoelectrics @andbooA:. acro para Bano. = Press. ;%CB +07*951127+12 .
:. "!m ! # & Ittp(MMKKK.i#ma.comMlumenflaslitM7A?A7M
Além isso leitura 3 editar 5 •
=o>e, $, ed. )5114 #?ermoelectrics @andbooA:. acro para Bano. #aDlor 'rancis. ;%CB 1379+23 554935 .
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ack P< C6BB7. & !spaço H+sico como uma estrutura Quaternion G(..
!i"ações e#ternas 3 editar 5 %i!imedia &ommons possui multim'dia sore Termeletricidade .
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1omson !ffect - interativa ava 1utorial Sational Ii
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%ociedade ;nternacional #ermoelétrica
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eral
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Uma reportaem so$re os aumentos de efici'ncia diodo térmico