Efectul termoelectric

Efectele termoelectrice

Efectele termoelectrice sunt efectele care apar în conductoarele strabatute de curent electric în prezenta unui gradient de temperatură, sunt rezultatul interdependentei între curentul electric si curentul caloric. Acest efect poate fi folosit pentru a genera electricitate, pentru a masura temperatura si pentru a raci obiectele. Din cauza directiilor de racire sau incalzire determinate de sensul tensiunii aplicate, efectul termoelectric controleaza foarte bine temparatura.Există trei efecte termoelectrice:

1. Efectul Seebeck

2. Efectul Thomson

3. Efectul Peltier

Efectul Seebeck este conversia directa a diferentei de temperatura in electricitate. La curent electric nul apare o tensiune (forta) electromotoare daca gradientul termic este nenul.

Efectul Seebeck constă în aparitia unei tensiuni electromotoare într-un circuit format din două materiale diferite, ale căror contacte (suduri) sunt mentinute la temperature diferite. Un calcul exact ale acestei tensiuni electromotoare se face în cadrul teoriei fenomenelor de transport. Tensiunea termoelectromotoare (Seebeck) depinde de natura conductoarelor si de diferenta de temperatură între cele două suduri.

Efectul Peltier consta in conversia energiei termice in tensiune electrica si viceversa. Are loc când curentul trece prin doua metale sau semiconductoare (unul tip n si unul de tip p) care sunt conectate unul cu altul intr-o jonctiune ( jonctiunile Peltier). Curentul conduce un transfer de caldură de la una din jonctiuni la cealalta si astfel are loc transferul de caldura de la o jonctiune la alta.Acest efect a fost observat în 1834 de Jean Peltier, 13 ani dupa descoperirea lui Seebeck. Acesta este opusului efectului Seebeck.

Scopul lucrarii:

Lucrarea consta in ilustrarea efectului _rontier_re_ic, cand o celula termoelectrica este parcursa de un gradient de temperatura provenit de la aplicarea unor _rontier_re diferite (rece, cald) pe doua _rontier, restul celulei fiind izolat termic, la bornele celulei apare o diferenta de potential.

Prezentare rezultate

Dupa simularea sablonului de lucru in Comsol, am rezolvat problema de camp electric rezultand contributia potentialului pe suprafata celulei termoelectrice.

In imaginea urmatoare am ilustrat aceasta distributie prin intermediul unei harti de culoare.De asemenea , am reprezentat densitatea de curent electric prin linii de camp si sageti .

Figura 1 - Distributia potentialului electric de mers in gol

De asemenea , am reprezentat densitatea de curent electric prin linii de camp si sageti , in regim de functionare de scurtcircuit.

Figura 2 - Densitatea de current electric

Pentru a ilustra fluxul de caldura am utilizat o reprezentare prin intermediul liniilor e camp si al sagetilor.

Figura 3 - Fluxul de caldura

Bilantul fluxului de current

Dupa ce am rezolvat problema in 4 situatii diferite, am facut o modificare la reteaua de discretizare, am obtinut bilantul fluxului de curent prin cele 2 borne. Figura de mai jos reprezinta grafic aceasta dependenta.

Mesh J1 J2 ΔJ=|J1-J2|

260 7.974227 7.93027 0.043957

1040 7.862498 7.938774 0.023724

4160 7.961565 7.948705 0.01286

16640 7.863088 7.956034 0.007054