Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
24. Крейн И. Р., Кулакова Р. В. Нефтяные изоляционные масла. M.: Госэнергоиздат, 1959.
25. Липштейн Р. А., Шахнович М. И. Трансформаторное масло. — 2-е изд. M.: Энергия, 1968.
26. Ренне В. Т. Электрические конденсаторы. — 3-е изд. Л.: Энергия, 1969.
27. Энциклопедия полимеров. M.: Советская энциклопедия, 1972. T 1 (А—К); 1974. Т. 2. (Л —Полиноз-ные волокна); 1977. Т. 3 (Полиоксадиазолы — Я).
28. Поливинилхлоридные пластиката и их применение в кабельной технике/Ю. Н. Ван-Гаут, Ю. М. Котт, Ю. В. Ляхов, И. Д. Троицкий/Под ред. И. Д. Троицкого. M.: Энергия, 1978.
29. Барановский В. В., Дулицкая Г. М. Слоистые пластики электротехнического назначения. M.: Энергия, 1976.
30. Гладков А. 3. Электроизоляционные лаки и компаунды. M.: Энергия, 1973.
31. Вариконди в электронных импульсных схемах/ В. Ю. Булыбенко, Т. Н. Вербицкая, В. Ф. Анципарович и др./Под ред. В. Ю. Булыбенко. M.: Советское радио, 1971.
32. Пасынков В. В. Материалы электронной техники. M.: Высшая школа, 1980.
33. Смажевская Е. Г., Фельдман Н. Б. Пьезоэлектрическая керамика. M Советское радио, 1971
34. Глозмаи И. А. Пьезокерамика. M.: Энергия, 1972.
Глава 24
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Н. А. Бабушкина
Термоэлектрические явления — группа физических явлений (Зеебека, Пельтье и Томсона), обусловленных существованием взаимосвязи между тепловыми и электрическими процессами в проводниках.
Эффект Зеебека состоит в том, что в электрической цепи из разнородных металлов возникает термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС) Ei2, если места контактов поддерживаются при разных температурах T1 и T2.
559 Термо-ЭДС Ei2 зависит только от температур Ti и T2 соединенных проводников и от природы материалов, составляющих термоэлемент. По значению Ei2 оценивают температуру в месте спая. В небольшом интервале температур имеет место зависимость Ei2=St2(Ті—T2), где Si2 — коэффициент термо-ЭДС, определяемый природой материалов термоэлемента и интервалом температур, в котором OH применяется. Коэффициент S12 может резко меняться с температурой (и даже менять знак).
Измеряемые термо-ЭДС относятся всегда к паре металлов и поэтому не являются характеристиками отдельных металлов. В таблицах обычно приводят термо-ЭДС материалов по отношению к свинцу, платине или меди
Эффект Пельтье состоит в том, что при прохождении тока через спай различных проводников кроме джоу-лева тепла выделяется или поглощается в зависимости от направления тока некоторое количество тепла Qn, пропорциональное протекающему через контакт заряду (т. е силе тока I и времени /),
Qn = ПН,
где П — коэффициент Пельтье, который зависит от природы находящихся в контакте материалов (см. табл. 24.6)
Эффект Пельтье так же, как эффект Зеебека, можно наблюдать лишь при наличии двух разнородных проводников.
Эффект Томсона заключается в обратимом выделении (или поглощении) теплоты в однородном проводнике, по которому протекает электрический ток, при одновременном наличии параллельного току градиента температуры:
QM =IX(T2-T1)//,
где р. — коэффициент Томсона, зависящий от природы материала (см. табл. 24.7); / — ток; t — время.
В противоположность явлениям Зеебека и Пельтье эффект Томсона относится к одному однородному проводнику, поэтому коэффициент р. для любого проводника может быть определен независимо.
Согласно термодинамической теории коэффициенты Томсона (X, Зеебека S и Пельтье П связаны соотношениями Кельвина:
dS п
TW'n
ST.
Абсолютная термо-ЭДС свиица (табл. 24.1), полученная таким образом Кристиан [1], является общепризнанным стандартом, используемым для всех термоэлектрических измерений Значения абсолютной термо-ЭДС свинца, приведенные в более поздней работе Робертса [2], отличаются от данных Кристиан при температуре выше 20 К (табл. 24.1).
При высоких температурах «стандартами» могут также служить благородные металлы: медь, серебро, зо-
Рис. 24.1. Абсолютная термо-ЭДС металлов:
а — тугоплавких и благородных в области температур выше 300 К [51; б — меди, серебра и золота при температурах от О до 250 к 171; в — щелочных металлов при низких температурах [7]
По известной зависимости коэффициента Томсона от температуры можно рассчитать коэффициенты термо-ЭДС и Пельтье отдельных металлов — так называемые абсолютные коэффициенты термо-ЭДС и Пельтье метал-
Дифференциальная термо-ЭДС пары металлов представляется в виде разности абсолютных значений термо-ЭДС
отдельных металлов:
S12=S1- S2.
Абсолютная термо-ЭДС металла при низкой температуре может быть измерена, если составить термопару из металла и сверхпроводника, так как дифференциальная термо-ЭДС в этом случае создается только ее нормальной ветвью.
Рис. 24.2. Температурная зависимость абсолютной тер-мо-ЭДС щелочных металлов:
I — обобщенная кривая для натрия, калия и рубидия; 2 — для
560 <? 10
г
со
О
16DD ZOOO T.K
Рис. 24.3. Температурная зависимость абсолютной термо-ЭДС кадмия (а), цинка (б) и магния (в) в параллельном (II) и перпендикулярном (-L) гексагональным осям направлениях [9]
