温差电效应及其应用 毕业论文

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1、温差电效应及其应用摘要：本文首先系统阐述了温差电效应，包括温差电效应现象的发现和基本内容，接着介绍了近年来温差电效应研究的应用，重点介绍温差电效应在温度测量、温差发电和温差电制冷方面的最新应用，最后对温差电效应在一些新科技领域的潜在应用进行了展望。关键词：温差电效应；温差发电；温差电制冷ThermoelectriceffectanditsapplicationAbstract：Inthispaper,thethermoelectriceffect,includingthethermoelectriceffectphenomenaandbasic

2、content,wasintroduced.Thentheapplicationeffectsofrecentthermoelectricwasexpounded.Inaddition,thelatestapplicationofthermoelectriceffectintemperaturemeasurement,temperaturedifferencepowergenerationandthermoelectricrefrigerationfieldwereexpatiated.Atlast,thepotentialapplicatio

3、nprospectofthethermoelectriceffectinsomenewscienceandtechnologyareaswasdiscussed.Keywords：thermoelectriceffect；thermoelectricpowergeneration；freezingbythermoelectricaction引言温差电效应研究是一门古老而又年轻的学科，它很好的将温度差异和电压的产生两者联系起来，被广泛应用于高温测量、温差发电等领域。构成温差电技术的基础有三个基本效应：塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应。早在182

4、1年，德国科学家塞贝克就发现了温差电的第一个效应，所以，人们称之为塞贝克效应——将两种不同的金属连接，构成一个闭合回路，如果两个接头处存在温差，回路中便产生电流。该效应便成了温差发电的技术基础。1834年法国科学家珀尔帖发现电致冷所依赖的珀尔帖效应，它是塞贝克效应的逆效应——将两种不同的金属连接，构成一个闭合回路，如果回路中存在直流电流，两个接头之间便会产生温差。而第三个效应——汤姆逊效应，是汤姆逊在1856年发现的。1．温差电效应将两种不同的金属相连接，并在两接头处保持不同的温度，电路中将存在温度梯度和化学势梯度，因而同时产生热流和粒子流，出

5、现交叉现象。这就是温差电效应[1]。如图1-1所示，由A、B两种金属接成的热电偶，在两接点处保持不同的温度T和T+ΔT，发现，回路中两接点将产生电势差,并9且与两接点处的温度差ΔT成正比，即Δζ=εABΔT，其中εAB是温差电动势系数，它与材料及温度有关。Je表示电流密度[2]。图1-1温差电效应原理2．温差电效应的应用可能现在大家对温差电效应有所了解，然而，在温差电现象发现后一百多年里，却一直未得到实际的应用，原因就是利用金属合金做成的温差电偶的温差电致冷效应很弱，温差电技术真正复兴，可以认为是从20世纪30年代开始，杰出的苏联物理学家——约

6、飞，最早提出了用半导体材料，作为温差电换能的材料，特别是首先提出的固熔体合金的概念，为近现代温差电技术的研发与实际应用奠定了理论与技术基础。直到二十世纪五十年代，由于半导体科学技术的发展，科学家发现用半导体材料构成的温差电偶，其温差电效应相当显著。之后，许多科学家在这方面做出了杰出贡献，到六十年代，温差电致冷达到了实用化阶段。前苏联的俄罗斯、乌克兰等国家，曾首先在温差发电和温差电致冷方面进行了最广泛的研究。现在，他们的科研成果正逐渐从航天、军事领域向市场需求方面转化。美国也是温差电技术的强国之一，而且美国研究温差电的技术领域得到美国政府，尤其是

7、军方的支持。从六七十年代开始，我国的科研人员才对温差电技术展开了较广泛的研究，这使我国目前已成为世界上温差电产品生产量最大的国家之一，产品的技术性能也接近国际先进水平。半导体材料的研发与应用，极大地推动了温差电技术的发展。目前，温差电已形成了一个新的行业，新产品不断出现，整个行业处在上升阶段，发展前景十分广阔。随着技术的发展，也随着氟里昂等具有温室效应的制冷剂在全球禁用，温差电致冷技术显得越来越显得重要，市场会越来越大[3]。温差电效应的应用，主要体现在温度测量、温差发电与温差电制冷三方面。2．1　温度测量温度测量方面的典型代表是温差电偶温度计

8、。9温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。它的制成，就是利用了温差电现象。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路