2.13 Термоелектричні явища

2.13.1 Термое.Р.С. (ефект Зеєбека)

Термое.р.с. (ефект Зеєбека) – це явище виникнення е.р.с. на контакті двох провідників або напівпровідників, що відрізняються своєю природою, при нагріванні контакту або місця їх спаю.

Найчастіше термое.р.с. знаходять як:

,

 - електрорушійна сила,  - коефіцієнт термое.р.с. Він залежить від властивостей матеріалів, що знаходяться в контакті і температури.

[] = []/[T] = B/K, або В/град

	Матеріал
40 мкВ/град	Cu-Kонстантан
 42 мкВ/град	XA (хромель-алюмель)
~ 300 мкВ/град	Bi2Te3 відносно (Cu)
~1000 мкВ/град	Si відносно (Cu)

Класична теорія не дозволяє правильно пояснити термое.р.с. металів, де висока концентрація носіїв і енергія яких практично не залежить від температури.

2.13.2 Ефект Пельтьє

Проявляється в тому, що на контакті між двома провідниками, крім джоулевого тепла, виділяється (або поглинається) теплота, пропорційна силі струму. Для порівняння:

- теплота тільки виділяється,

- теплота може і поглинатися, в залежності від напрямку струму через контакт.

Обидва явища пояснюються залежністю стану електронів в матеріалах від температури, що викликає дифузію електронів від гарячого кінця до холодного, а також з одного провідника в другий, що з ним контактує. У металах, на відміну від напівпровідників, при зміні температури змінюється тільки стан невеликої кількості електронів, енергія яких є близькою до так званої енергії Фермі. Тому термоелектричні явища в металах проявляються значно слабше.

2.13.3 Застосування термоелектричних явищ

1. Контрольно-вимірювальні прилади з датчиками на основі термоелектричних явищ.

2. Джерела енергії: термоелектричні батареї, термоелектричні холодильники, термоелектричні стабілізатори температури.

Особливо ефективні датчики, джерела енергії, які виготовляються з напівпровідникових матеріалів.

3 Електромагнетизм

3.1 Магнітне поле. Магнітна індукція. Напруженість магнітного поля як характеристики магнітних полів

Нам уже відомі - характеристики електричного поля, створеного нерухомими електричними зарядами. Таке поле передає взаємодію між ними, є одним із видів матерії, зображується силовими лініями.

Магнітне поле – це вид матерії, завдяки якому передається взаємодія між рухомими електричними зарядами, що знаходяться, як правило, в провіднику і створюють струм І.

Сила взаємодії між провідниками зі струмом прямопропорційна добутку сил струмів і оберненопропорційна відстані між провідниками b.

,

₀ – магнітна стала. Якщо струм по провідниках тече в одному напрямку, вони притягаються і навпаки.

Магнітне поле виникає внаслідок руху заряджених мікрочастинок (електронів, протонів, іонів), а також завдяки наявності у мікрочастинок власного (спінового) магнітного момента.

Силовою характеристикою магнітного поля є магнітна індукція . Силові лінії магнітного поля замкнені, це свідчить про відсутність окремих магнітних зарядів одного знаку (монополів). Напрям силових ліній магнітного поля зв’язаний з напрямом струму в провіднику визначається правилом правого свердлика (див. рис. 3.3).

Магнітне поле, на відміну від електростатичного, є вихровим а не потенціальним.

Робота по замкненому шляху не дорівнює нулю в такому полі.

формула, що пов’язує магнітну індукцію і напруженість поля . - допоміжна величина, аналогічна величині електричного поля;  - магнітна проникність середовища.

[B]=1 Тл, [H]=1 А/м, ₀=410^-7 Гн/м в СІ.

Із досліду витікає, що, як і для електричного поля, для магнітного справедливий принцип суперпозиції

магнітна індукція поля , створеного декількома рухомими зарядами (струмами) дорівнює векторній сумі полів , що породжуються кожним із цих зарядів (струмів).