Efecte Termoelectrice

Efecte termoelectrice

1.Introducere:

Efectele termoelectrice sunt efectele care apar in conductoarele strabatute de curent electric in prezența unui gradient de temeperatura și sunt rezultatul interdependenței intre curentul electric și curentul caloric.

Exista trei tipuri de efecte termoelectrice:

1. Efectul Seebeck

2. Efectul Thomson

3. Efectul Peltier

2. Efecte termoelectrice

Efectul Seebeck: consta in aparitia unei tensiuni electromotoare intr-un circuit format din doua sau mai multe metale sau semiconductoare diferite, ale caror puncte de contact se afla la temperaturi diferite.

Coeficientul Seebeck se defineste ca derivate tensiunii termoelectromotoare in raport cu temperatura la un circuit deschis format din doua materiale sudate la un capat.

Ks=dUAB/dT

Tensiunea electromotoare depinde de natura materialelor si de diferenta de temperatura intre cele doua contacte.

Efectul Thomson:actioneaza intr-un metal sau semiconductor omogen parcurs de current si incalzit neuniform, prin degajare sau absorbtie de caldura,in functie de sensul curentului.

Efectul Thomson se utilizeaza la masurarea temperaturii, la producerea energiei electrice (convertoare termoelectrice), la incalzirea sau racirea corpurilor(racitor termoelectric).

Efectul Peltier: consta in in degajarea sau absortia unei cantitati de caldura in regiunea de contact a doua metale sau semiconductoare diferite la trecerea unui current electric.

3.Lucrare de laborator

In laborator s-a studiat modelarea numerica a efectelor termoelectrice Seebeck si Peltier,care au loc intr-un termoelement.

Celula termoelectrica reprezentata in fig.1 are dimensiuni neglijabile,astfel incat analiza plan-paralela a proceselor termice si electrice este acceptabila: in aceste structuri densitatea de curent,J,nu are componenta dupa z, ca si campul de temperatură, este independentă de aceasta coordonata.

Fig.1 Celula termoelectrica

Este studiata trecerea curentului electric prin termoelement si incalzirea acestuia, la mers in gol si la scurtcircuit.Celula se afla in contact cu o sursa calda(Th) si o sursa rece(Tr).

Daca notam bornele cu A si B la mers in gol,potentialele celor doua borne sunt nule.Rezistenta de sarcina are o valoare foarte mare tinzand spre infinit iar pentru scurtcircuit tinde spre 0.