Zjawisko Seebecka

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Zjawisko Seebeckazjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa metale lub półprzewodniki gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach[1][2].

Odkryte w 1821 roku przez fizyka niemieckiego (pochodzenia estońskiego) Th. J. Seebecka. Zjawisko to jest wykorzystywane m.in. w termoparze.

Seebeck effect circuit 2.svg

W przedstawionym obwodzie A i B są różnymi metalami lub półprzewodnikami, T1 i T2 to temperatury w miejscach styku metali. W tym obwodzie powstaje napięcie elektryczne określone wzorem:

V = (S_B - S_A) \cdot (T_2 - T_1)

Gdzie: SA i SB to współczynniki Seebecka charakterystyczne dla wybranych substancji. Powstające napięcie jest rzędu od kilku do kilkudziesięciu mikrowoltów na kelwin (stopień Celsjusza).

Natura zjawiska Seebecka[edytuj | edytuj kod]

Zjawisko Seebecka

Jeśli próbkę nagrzać nierównomiernie, to – na skutek różnicy energii i koncentracji nośników ładunku – zacznie się ich ukierunkowany ruch. Jeżeli końce próbki znajdują się w temperaturze T1<T2, to na końcu próbki o temperaturze T2 będzie występowała większa koncentracja nośników ładunku, będą one również miały większą energię. W efekcie wystąpi ich dyfuzja w kierunku zimniejszego końca (T1). Przepływ prądu dyfuzji prowadzi do pojawienia się rozkładu potencjału oraz wystąpienia prądu unoszenia. W warunkach równowagi obie składowe prądu są sobie równe i na zewnątrz obserwuje się tylko różnicę potencjałów między punktami o różnej temperaturze.

Jeżeli nośnikami ładunku są elektrony (półprzewodnik typu "n"), to zimniejszy koniec próbki będzie miał w stosunku do cieplejszego potencjał ujemny. Dla półprzewodnika typu "p" – dodatni.

Współczynniki Seebecka dla metali w temperaturze 300 K[edytuj | edytuj kod]

współczynniki Seebecka w µV/K
Ag 0,73 Fe 11,6 Nb 1,05 Sr -3
Al -2,2 Ga 0,5 Nd -4 Ta 0,7
Au 0,82 Gd -4,6 Ni -8,5 Tb -1,6
Ba -4 Hf 0 Np 8,9 Th 0,6
Be -2,5 Ho -6,7 Os -3,2 Ti -2
Ca 1,05 In 0,56 Pb -0,58 Tl 0,6
Cd -0,05 Ir 1,42 Pd 1,1 Tm -1,3
Ce 13,6 K -5,2 Pu 12 U 3
Co -8,43 La 0,1 Rb -3,6 V 2,9
Cr 5 Li 4,3 Re -1,4 W -4,4
Cs - Lu -6,9 Rh 0,8 Y -5,1
Cu 1,19 Mg -2,1 Ru 0,3 Yb 5,1
Dy -4,1 Mn -2,5 Sc -14,3 Zn 0,7
Er -3,8 Mo 0,1 Sm 0,7 Zr 4,4
Eu 5,3 Na -2,6 Sn -0,04

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. "Encyklopedia fizyki" praca zbiorowa PWN 1973 t. 3
  2. W2/3.10.96 Poprawski Misiewicz 29.10