De afbeelding toont de schematische diagrammen van de drie belangrijkste effecten in ons thermo-elektrische veld: het Seebeck-effect, het Peltier-effect en het Thomson-effect. Deze keer gaan we William Thomson en zijn grote ontdekking onderzoeken: het Thomson-effect.
William Thomson werd in 1824 in Ierland geboren. Zijn vader, James, was hoogleraar wiskunde aan het Royal College Belfast. Later, toen hij les gaf aan de Universiteit van Glasgow, verhuisde zijn familie naar Glasgow, Schotland toen William acht jaar oud was. Thomson ging op tienjarige leeftijd naar de Universiteit van Glasgow (je hoeft niet verbaasd te zijn dat Ierse universiteiten in die tijd de meest getalenteerde basisschoolleerlingen toelaten) en begon rond zijn veertiende cursussen op universitair niveau te volgen. Op vijftienjarige leeftijd won hij een gouden universiteitsmedaille voor een artikel met de titel "De vorm van de aarde". Thomson ging later studeren aan de Universiteit van Cambridge en studeerde af als de tweede beste student in zijn klas. Na zijn afstuderen ging hij naar Parijs en deed een jaar experimenteel onderzoek onder leiding van Rene. In 1846 keerde Thomson terug naar de Universiteit van Glasgow om tot zijn pensionering in 1899 hoogleraar natuurfilosofie (dat wil zeggen natuurkunde) te zijn.
Thomson richtte het eerste moderne natuurkundelaboratorium op aan de Universiteit van Glasgow. Op 24-jarige leeftijd publiceerde hij een monografie over thermodynamica en stelde hij de "absolute thermodynamische temperatuurschaal" voor temperatuur vast. Op 27-jarige leeftijd publiceerde hij het boek "Theory of Thermodynamics", waarin hij de tweede wet van de thermodynamica vastlegde en er een fundamentele wet van de natuurkunde van maakte. Gezamenlijk het Joule-Thomson-effect ontdekt tijdens gasdiffusie met Joule; Na negen jaar een permanente Atlantische onderzeese kabel tussen Europa en Amerika te hebben aangelegd, kreeg hij de adellijke titel "Lord Kelvin".
Thomsons onderzoeksbereik was zijn hele leven behoorlijk uitgebreid. Hij leverde belangrijke bijdragen op het gebied van de wiskundige natuurkunde, thermodynamica, elektromagnetisme, elasticiteitsmechanica, ethertheorie en aardwetenschappen.
In 1856 voerde Thomson een uitgebreide analyse uit van het Seebeck-effect en het Peltier-effect door de thermodynamische principes toe te passen die hij had vastgesteld, en legde hij een verband vast tussen de oorspronkelijk niet-gerelateerde Seebeck-coëfficiënt en de Peltier-coëfficiënt. Thomson geloofde dat er bij het absolute nulpunt een eenvoudige meervoudige relatie bestaat tussen de Peltier-coëfficiënt en de Seebeck-coëfficiënt. Op basis hiervan voorspelde hij theoretisch een nieuw thermo-elektrisch effect, dat wil zeggen dat wanneer stroom door een geleider met een ongelijkmatige temperatuur vloeit, de geleider niet alleen onomkeerbare joule-warmte genereert, maar ook een bepaalde hoeveelheid warmte absorbeert of afgeeft (bekend als Thomson-warmte). Of omgekeerd, wanneer de temperaturen aan beide uiteinden van een metalen staaf verschillend zijn, zal er een elektrisch potentiaalverschil ontstaan aan beide uiteinden van de metalen staaf. Dit fenomeen werd later het Thomson-effect genoemd en werd het derde thermo-elektrische effect na het Seebeck-effect en het Peltier-effect.
Het verhaal is voorbij. Dit is het belangrijkste punt!
Vraag: Wat zijn respectievelijk de drie belangrijkste thermo-elektrische effecten?
A: Het Seebeck-effect, ook bekend als het eerste thermo-elektrische effect, verwijst naar het thermo-elektrische fenomeen dat wordt veroorzaakt door het temperatuurverschil tussen twee verschillende geleiders of halfgeleiders, resulterend in een spanningsverschil tussen twee stoffen.
Het Peltier-effect, ook bekend als het tweede thermo-elektrische effect, verwijst naar het fenomeen waarbij, wanneer stroom door het contactpunt gaat dat wordt gevormd door de geleiders A en B, er naast de Joule-warmte die wordt gegenereerd als gevolg van de stroom die door het circuit vloeit, er ook een endotherm of exotherm effect op het contactpunt is. Het is de omgekeerde reactie van het Seebeck-effect. Omdat Joule-warmte onafhankelijk is van de richting van de stroom, kan Peltier-warmte worden gemeten door tweemaal elektriciteit in de tegenovergestelde richting toe te passen.
Het Thomson-effect, ook bekend als het derde thermo-elektrische effect, werd door Thomson voorgesteld om een eenvoudige meervoudige relatie te hebben tussen de Peltier-coëfficiënt en de Seebeck-coëfficiënt op het absolute nulpunt. Op basis hiervan voorspelde hij theoretisch een nieuw thermo-elektrisch effect, dat wil zeggen dat wanneer stroom door een geleider met een ongelijkmatige temperatuur vloeit, de geleider niet alleen onomkeerbare joule-warmte genereert, maar ook een bepaalde hoeveelheid warmte absorbeert of afgeeft (bekend als Thomson-warmte). Of omgekeerd, wanneer de temperaturen aan beide uiteinden van een metalen staaf verschillend zijn, zal er een elektrisch potentiaalverschil ontstaan aan beide uiteinden van de metalen staaf.
Vraag: Wat is de relatie tussen deze drie thermo-elektrische effecten?
A: De drie thermo-elektrische effecten hebben bepaalde verbanden: Het Thomson-effect is het fenomeen waarbij een elektrische potentiaal wordt gegenereerd wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee uiteinden van een geleider; het Pellier-effect is het fenomeen waarbij een temperatuurverschil ontstaat tussen de twee uiteinden van een geladen geleider (het ene uiteinde genereert warmte en het andere uiteinde absorbeert warmte). De combinatie van beide vormt het Seebeck-effect.
Samenvattend verwijst het thermo-elektrische effect naar het fenomeen dat wanneer er een temperatuurverschil is op het contactpunt van twee materialen, er een elektrisch potentiaalverschil en stroom zal optreden. Het Seebeck-effect zet thermische energie om in elektrische energie, het Peltier-effect realiseert de onderlinge omzetting tussen elektrische en thermische energie, en het Thomson-effect beschrijft het thermische effect wanneer stroom door een materiaal gaat.
X-verdiendis een professionele fabrikant en leverancier vanThermo-elektrische materialen, Thermo-elektrische koelersEnThermo-elektrische koelersin China. Welkom om te raadplegen en te kopen.
