При изучении работы термопары мы рассмотрели четыре осн ных механизма:

1. Теплопроводность. Это явление хорошо известно большинству читате і Тепло может передаваться либо при движении носителей, либо при • лебании кристаллической решетки. Теплопроводность «ответственна» ухудшение коэффициента преобразования термопары.

2. Джоулевы потери. При протекании тока происходит выделение теп связанное с наличием электрического сопротивления. Этим явлен» обусловлен второй механизм потерь в термопаре. Джоулевы потери никают в результате рассеяния носителей заряда из-за несовершенс кристаллической решетки, которое обусловлено тепловыми вибрация наличием примесей, дислокаций и т. п. Полагаем, что это явление так хорошо известно читателю.

3. Эффект Зеебека. Эффект проявляется в том, что в проводнике воз кает электрическое напряжение, обусловленное наличием продольн

Й Более полное изложение этого вопроса можно найти в книге Голдсмита (Goldsmid).

150 250 350 450

Температура, Т. К

Рис. 5.16. Типичная зависимость коэффициента Зеебека и электрического сопротив­ления термопары от температуры

0,0025

М g 0,0015 я

н

о

о,

ю

о

d

Рис. 5.17. Типичная зависимость теплопроводности, добротности и произведения ZT термопары от темпе­ратуры. Представленные данные соот­ветствуют положению на 1970 г. С тех пор достигнут значительный прогресс. Так значение ZT для современных ма­териалов заметно превышает единицу

градиента температур. Разность потенциалов является следствием топ что в холодной части проводника повышается концентрация носителе заряда. Описание механизма, объясняюшего этот эффект, приведе в п. 5.14.1.

4. Эффект Пельтье. Эффект проявляется в поглошении или выделении те ла в местах контакта различных проводников и обусловлен изменение теплоемкости носителей при их переходе из одного материала в другое В § 5.1 декларировалось наличие связи между эффектами Зеебека и Пел тье. Здесь мы выведем приведенное ранее соотношение. Механизм эффе г Пельтье обсудим в п. 5.14.2.

До сих пор полностью игнорировался еще один, пятый, эффект, а имен эффект Томсона. Как будет показано ниже, на то были веские основаы Кроме того, в дальнейшем будет показана взаимосвязь эффектов Зеебе Пельтье и Томсона.

5. Эффект Томсона, обусловленный тепловой конвекцией при дрейфоп движении носителей, будет подробно описан в п. 5.14.3.