熱電

熱電

晶體由于溫度變化産生的帶電現象
熱電,指熱電現象:各種晶體由于溫度變化産生的帶電現象;熱電學:論述熱電現象的一個科學分支。熱電材料是一種能将熱能和電能相互轉換的功能材料,1823年發現的塞貝克效應和1834年發現的帕爾帖效應為熱電能量轉換器和熱電制冷的應用提供了理論依據。熱電堆的結構:輻射接收面分為若幹塊,每塊接一個熱電偶,把它們串聯起來,就構成熱電堆。熱電性是指寶石礦物在外界溫度變化時,在晶體的某些方向産生電荷的性質。熱電材料以其獨特的性能成為一種很有發展前途的功能材料,它的應用包括溫差發電和溫差制冷。
    中文名:熱電 外文名:thermoelectricity 适用領域: 所屬學科:冶金 拼音:rè diàn 釋義:溫差電現象中所涉及的電等 代表公司:美國熱電公司 基本熱電效應:塞貝克,珀爾貼,湯姆遜效應

讀音

詞目:熱電

拼音:rè diàn

英語:{物} pyroelectricity,thermoelectricity,pyroelectricity

基本解釋

1.[pyroelectricity]

2.熱電現象:各種晶體由于溫度變化産生的帶電現象。

3.熱電學:論述熱電現象的一個科學分支

4.[thermoelectricity]∶溫差電,溫差電現象中所涉及的電;特指由溫差電作用所累積的電或使之運動的電。

将兩塊不同的金屬(如銅和鐵)靠在一起時,由于兩金屬中自由電子濃度的不同,使得電子從一金屬向另一金屬擴散轉移,電子轉移量與金屬所處的溫度有關。如果将兩塊金屬處于同一溫度,那麼電子轉移會達到一種平衡,這種平衡使得兩金屬的接觸界面上産生一個電勢差,稱為接觸電勢。溫度不同,接觸電勢也不同,根據接觸電勢的大小,可以測量觸點所處的溫度,這種裝置稱為熱電偶。

如果将兩個類似于熱電偶的金屬接觸面置于不同的溫度下,并用導線将它們連接起來形成閉合回路,那麼,在導線中将會産生不間斷的電流,這就是最簡單的溫差發電。

5.即火力發電。主要區别于水電、風電、核電,通過燃燒煤或油産生熱能加熱水産生高溫高壓蒸汽,使其驅動汽輪機帶動發電機産生電能。其發電過程會産生一定的副産品熱蒸汽可供需熱企業使用,也可用作寒冷地區的取暖(暖氣)使用。

6.美國熱電公司。美國熱電公司(Thermo Fisher Scientific)是世界上最大的分析儀器制造商,總資産25億美元,總部設在美國麻省。産品包括質譜儀、光譜儀、無機/有機分析、環境監測等等。

熱電效應

所謂的熱電效應,是當受熱物體中的電子(洞),因随着溫度梯度由高溫區往低溫區移動時,産生電流或電荷堆積的一種現象。而這個效應的大小,則是用稱為thermopower(Q)的參數來測量,其定義為Q=E/-dT(E為因電荷堆積産生的電場,dT則是溫度梯度)。三個基本熱電效應:塞貝克(Seeback)效應,珀爾貼(Peltier)效應,湯姆遜效應。

塞貝克(Seeback)效應

1.塞貝克(Seeback)效應,又稱作第一熱電效應,它是指由于兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現象。在兩種金屬A和B組成的回路中,如果使兩個接觸點的溫度不同,則在回路中将出現電流,稱為熱電流。塞貝克效應的實質在于兩種金屬接觸時會産生接觸電勢差,該電勢差取決于金屬的電子逸出功和有效電子密度這兩個基本因素。半導體的溫差電動勢較大,可用作溫差發電器。

珀爾貼(Peltier)效應

2.珀爾貼(Peltier)效應,又稱為第二熱電效應,是指當電流通過A、B兩種金屬組成的接觸點時,除了因為電流流經電路而産生的焦耳熱外,還會在接觸點産生吸熱或放熱的效應,它是塞貝克效應的逆反應。

由于焦耳熱與電流方向無關,因此珀爾貼熱可以用反向兩次通電的方法測得。

湯姆遜效應

3.湯姆遜效應,1856年,湯姆遜利用他所創立的熱力學原理對塞貝克效應和帕爾帖效應進行了全面分析,并将本來互不相幹的塞貝克系數和帕爾帖系數之間建立了聯系。湯姆遜認為,在絕對零度時,帕爾帖系數與塞貝克系數之間存在簡單的倍數關系。在此基礎上,他又從理論上預言了一種新的溫差電效應,即當電流在溫度不均勻的導體中流過時,導體除産生不可逆的焦耳熱之外,還要吸收或放出一定的熱量(稱為湯姆孫熱)。或者反過來,當一根金屬棒的兩端溫度不同時,金屬棒兩端會形成電勢差。這一現象後叫湯姆遜效應(Thomson effect),成為繼塞貝克效應和帕爾帖效應之後的第三個熱電效應(thermoelectric effect)。

湯姆遜效應是導體兩端有溫差時産生電勢的現象,帕爾帖效應是帶電導體的兩端産生溫差(其中的一端産生熱量,另一端吸收熱量)的現象,兩者結合起來就構成了塞貝克效應。

熱電堆

多個熱電偶的串聯而成。

熱電堆的結構:輻射接收面分為若幹塊,每塊接一個熱電偶,把它們串聯起來,就構成熱電堆。按用途不同,實用的熱電堆可以制成細絲型和薄膜型,亦可制成多通道型和陣列型器件。

熱電比

熱電比即熱電廠發熱量和發電量的比值。根據《關于發展熱電聯産的規定》,要求供熱式汽輪發電機組的蒸汽流既發電又供熱的常規熱電聯産,應符合下列指标:

A、所有熱電聯産機組總熱效率年平均大于45%。總熱效率=(供熱量+供電量X3600千焦/千瓦時)/(燃料總消耗量X燃料單位低位熱值)X100%。

B、單機容量在5萬千瓦以下的熱電機組,其熱電比年平均應大于100%;單機容量在5萬千瓦至20萬千瓦以下的熱電機組,其熱電比年平均應大于50%;單機容量20萬千瓦及以上抽汽凝汽兩用供熱機組,采暖期熱電比應大于50%。熱電比=供熱量/(供電量X3600千焦/千瓦時X100%。

注:供熱量單位采用千焦,供電量單位采用千瓦時,燃料總消耗量單位采用千克,燃料單位低位熱值千焦/千克,這兩個條件是衡量熱電機組是否達标的必備條件。

熱電性

當礦物溫度變化時,在晶體的某些結晶方向産生電荷的性質稱為熱電性。

礦物的熱電性主要存在于無對稱中心、具有極性軸的介電質礦物晶體中。如電氣石、方硼石。

熱電性是指寶石礦物在外界溫度變化時,在晶體的某些方向産生電荷的性質。熱電性最初發現于石英中。

熱釋電材料如钛酸鉛、硫酸三甘肽具有材料表面在受熱情況下出現電荷的現象,這種現象是由于此類物質的分子有自發極化作用形成電偶極子在物體表面吸附環境中的靜電荷達到中和,但溫度變化下其自發極化強度相應改變從而在物體表面出現多餘的電荷,我們稱材料的這種表現為熱釋電效應。熱釋電效應是熱電性的一個重要方面。

熱電材料

熱電材料是一種能将熱能和電能相互轉換的功能材料,1823年發現的塞貝克效應和1834年發現的帕爾帖效應為熱電能量轉換器和熱電制冷的應用提供了理論依據。如随着空間探索興趣的增加、醫用物理學的進展以及在地球難于日益增加的資源考察與探索活動,需要開發一類能夠自身供能且無需照看的電源系統,熱電發電對這些應用尤其合适。

随着全球工業化進程的加快,世界能源短缺和枯竭已經成為每個國家不容忽視的問題,嚴重制約着社會長期穩定發展。研究和開發新能源已經成為全球能源發展的趨勢。生活中有許多耗費能源所生成、卻又被廢棄的熱能,例如:汽車尾氣、工廠鍋爐排放的氣體等。如果能将這些熱能善加利用,即可成為再次使用的能源;電能是最廣泛使用的能源形式,但是目前發電的主要形式還是化石能源,這些能源的使用在給我們帶來便利的同時,也帶來了全球關注的環境問題;現代制冷技術給人們生活帶來了很多便利,但是氟裡昂制冷劑所帶來的環境問題卻不容忽視。

熱電材料以其獨特的性能成為一種很有發展前途的功能材料,它的應用包括溫差發電和溫差制冷。什麼是熱電材料呢?熱電材料是一種利用固體内部載流子運動實現熱能和電能直接相互轉換的功能材料。人們對熱電材料的認識具有悠久的曆史。1823年,德國人塞貝克(Seebeck)發現了材料兩端的溫差可以産生電壓,也就是通常所說的溫差電現象。

1834年,法國鐘表匠珀耳帖(Peltier)在法國《物理學和化學年鑒》上發表了他在兩種不同導體的邊界附近(當有電流流過時)所觀察到的溫差反常的論文。這兩個現象表明了熱可以緻電,而同時電反過來也能轉變成熱或者用來制冷,這兩個現象分别被命名為塞貝克效應和珀耳帖效應。它們為熱電能量轉換器和熱電制冷的應用提供了理論依據。在環境污染和能源危機日益嚴重的今天,進行新型熱電材料的研究具有很強的現實意義。

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