温差发电演示仪的制作
温差发电演示仪
出的 钢 珠 。 当接 收 到 的钢 珠 总 质量 大 于 水桶 中水 的质 量 时 ， 换 控 制 充 电 电压 便 可 控 制 电磁 炮 的工 作 电流 ，以不 至 于将 钢 水 桶 连 同水 一起 被 提 起 ， 此时 ， 水 桶 中的硅 胶 片 将 底 部 的孔 堵 珠弹飞。当弹 出轨道光电信 号检测装置检测到有小球在弹出 住， 水 不 往 外流 。但 水 被 提到 一 定 高 度 后 ， 水 将 从水 桶 旁 的 软 轨 道 时 ， 这 时候 会 给 控 制 系 统 Ｐ Ｂ ２ 端 口（ 一个 高 电平 信 号 ， 控
强磁体一端粘连 了笔杆 ，另一端粘连了弹簧 。笔杆 的作用是 当转动上位点时停止转动 ， 此时一个钢珠将被放回电磁炮 。 当 方便悬线， 保证强磁体方向不变 ， 并且能 自动返回 Ｐ ＶＣ管内。 钢珠到达 电磁炮位置时， 单片机控制 电机转回下位点 ， 等待下 弹簧的作用是当强磁体被弹射 的时候能将弹簧另一端的钢制 次命 令 。
一
弹射到更远 的地方， 减少直接碰撞 时产生的能量损失 。
１ ． １ － ３ ． 弹 射轨 道 度 而 形 成 的上 升 斜 坡 轨道 。轨 道 下 端保 持水 平 ，方便 接 收 电
电机的正反转 电路是由 ４ 个９ ０ １ ３三极管构成 ， 能形成 Ｘ 形 电流，通过单片机控制三极管 的导通 来形成正向或反向电
弹射 轨 道 是有 两 根 平 行 的钢 条 焊 接 在 一起 后 弯 成一 定 弧 流 ， 从而 控 制 电 机 的转 动 方 向。
半导体温差发电及制冷教学演示器
半导体温差发电及制冷教学演示器作者：张维夏吴定波乔一恒来源：《物理教学探讨》2018年第10期摘要：学习高中物理时知道热电偶温差现象，特殊半导体材料的温差电现象更明显。
高中物理实验室并没有这样现成的演示仪器，本文制作能够实现上述功能的演示仪器，实践效果很好。
关键词：温差发电；通电制冷；教学演示器中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0048-31 提出问题我们在学习高中物理人教版课本选修3-3第七章第四节《温度和温标》的过程中，知道了热电偶温差现象，了解了热电偶温度计的原理。
通过上网查阅，发现特殊半导体材料温差现象更明显，已有半导体温差发电片，反之给它通电，在其两面会产生温差，温度低的那边可实现制冷。
由于目前学校实验室还没有温差发电、半导体制冷相关的教学仪器，为解决这一问题，我们学生物理实验学习小组决定制作这样的教学教具。
2 制作过程2.1 所需材料与加工工具（1）如图1所示，4块TEC1-12706半导体制冷片，尺寸为40*40*5，额定电压12 V，最大工作电流6 A，最大發热功率56 W，最大温差70 ℃。
（2）如图2所示，供电电源1只，温控自动控制器1只。
（3）隔热板1块，尺寸为400*600*15。
木板1块，尺寸为500*350*8。
（4）玻璃圆器皿1个，温度传感器1只，微型电风扇1只，散热风扇3只，铝质散热片4块，铝板5块，透明塑料托板4块。
（5）加工工具有钢锯、刨刀、台钳、锤、钳子、手电钻、热融胶枪、激光切割机（1台）、螺丝若干。
2.2 温差发电演示器制作过程（1）将半导体制冷片用导热胶粘在铝制散热片（40*40*25）上，使带型号字的一面朝外。
用长方形木板制成底座，在底座上用螺丝固定1块铝板（100*50*4），将粘有半导体制冷片的铝制散热片导热胶粘在铝板上。
将微型电风扇用螺丝也固定在底座上，并用半导体制冷片的两根导线接到微型电风扇的电动机两极上。
教学型温差发电演示仪的设计与制作
教学型温差发电演示仪的设计与制作摘要:本文设计并制作了一种简单的教学型温差发电演示仪。
演示仪由水和半导体发电片组成温差发电部分。
半导体温差发电片利用冷水与热水之间的温差发电；由温度表和电压表组成测量部分，研究温差与电势之间的关系；由小风扇和电珠组成效果演示部分。
本设计原理简单，结构清晰，演示效果明显。
教学实践中也很受学生的喜爱。
关键词：温差发电；半导体温差发电片；教学演示中图分类号：O484 文献标识码：A引言电至被发现以来一直扮演着重要角色，随着社会的发展，电的作用已不可取代。
近年来，随着化石能源的较少，发电技术的研究也越来越受人们的重视。
水力发电、火力发电、核发电、太阳能发电等发电方式仍在不断的发展更新。
温差发电虽然不像上述几种发电方式那样家喻户晓，但科学家们也研究了几十年，取得了丰硕的成果，而且正在悄悄走向人们的日常生活。
温差发电实质是热电转换。
19世纪，人们研究电磁关系时，也有一些科学家在研究热电关系。
1821年塞贝克首先发现了两种不同的金属构成闭合回路，当两个接头存在温差时，回路中将产生电流，这就是最早温差发电效应，称为塞贝克效应，后来成了温差发电的技术基础[1]。
1881年科学家提出利用海洋温差发电的概念。
温差发电技术研究始于20世纪40年代，于20世纪60年代达到高峰，并成功地在航天器上实现了长时间发电[2]。
该技术利用热电转换材料直接将热能转化为电能，是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点[3]。
长期以来，因为受到生产成本和转换效率的限制，温差电技术的应用一直局限于高科技和军事、航天等领域[4]。
目前，一方面部分人开始致力于研究高优值系数及低成本的热电材料；另一方面部分人开始致力于温差发电应用研究，主要集中于：海洋温差发电；航天、野外和海洋作业等特殊领域使用的发电装置；太阳能温差发电技术和装置；工业余热、废热，汽车尾气等温差发电装置[5]。
温差发电机自制方法
温差发电机自制方法
温差发电机自制方法
温差发电机是利用低温与高温的温差来发电的一种发电方式，它利用温差变化
的机械能来转换成电能。
要了解温差发电机自制的方法，首先要明确其自制的原理，然后才能自制出发电机。
首先，我们要在沸水箱中放入一些液体，将液体冷却到某一特定温度，当液体
冷却到一定温度时，便可以从排气管中排出温度较低的热气体，低温热气体经过膨胀机械装置，将机械能转换成电能。
第二步，我们要构建一个改进型温差发电机，它的芯片内置了一个温度传感器，它可以检测到温度的变化，从而控制膨胀机械装置的运行，在温度变化的过程中，将机械能转换成电能。
第三步，温差发电机系统要按照一定的要求进行安装，保证发电效率最大化。
安装时，我们需要保证温差发电机系统所使用的液体是一种通过风冷却的热交换器，而且其中的混合液体也要进行定时的更换，来保证系统的温度变化不会减慢，从而保证最大化的温差发电。
以上就是温差发电机自制方法的相关内容，想要进行温差发电的自制，还需要
更多的具体知识，并要参考相关专业技术文章，搞清楚相关设备、组成等技术参数，以便让自制的温差发电机系统尽量具有高效率、持久长久的使用时间。
教学型温差发电演示仪的设计与制作
电 自被 发现 以来一 直扮 演着重要 角色 ， 着社 随 会 的发展 ， 的作用 已不可 取代 。 电 近年来 ， 随着 化石
能 源的减少 ， 电技术 的研究也 越来 越受人 们 的重 发
视 。水力发 电 、 火力 发 电、 核发 电 、 阳能发 电 等发 太
料。 与材料 的塞贝克 系数 、 电导 率和热导率 有关 。 理 想 的热电材料要 有高 的塞贝 克系数和 电导率 ， 的 低 热导 率 ， 因此 ， 人们 的视线转 向了半 导体材料 。 经实 践， 半导体热 电材料 的发 电效 率较金 属材料 提高很
将在 回路 中产生 电流 。 就是塞 贝克效应 。产生 这 这
种 电流 的电 动势 与节点 温差 和材 料 的热 电性 质有 关 。 初 ， 们把精力 主要 集 中在 金属材料上 。 起 人 但金
以来 ， 因为 受 到生 产成 本 和转换 效 率 的限 制 ， 差 温 发 电技术 的应用一 直局 限于 高科 技 和军事 、 天等 航 领域 。】 ， 【目前 一方 面部分人 开始致 力 于研 究高优 值 ４ 系数及低 成本 的热 电材料 ； 另一 方面 部分人 开始致 力 于温 差发 电应 用研 究 ．主要 集 中于 海洋 温 差 发
文在 简单介绍 温差发 电原理 的基础上 ． 计 了一款 设 教 学 型的简 易 温差发 电演 示仪 。教学 实践 效果 表 明 ，此 演示仪不 但清新 准确地 演示 了塞贝克效应 ，
同时也 拓展 了学 生 的知识 面 。满足 了学 生 的好 奇 心， 引导学生关 心 当代工业 发展动态 。
电方式仍在 不断地 发展更新 。 温差 发 电虽 然不像 上
简易温差电效应演示仪制作
差 电效应 演示 仪的制作方 法 。
关 键 词 温差 电现 象 ； 导 体 制 冷 半
中 图 分 类 号 ：Ｎ Ｔ３ 文献标识码 ： Ａ
温差 电现 象 是 由德 国物 理 学家 塞 贝克 （ ｅｂ ｃ ） 现 的 ， 在 致 冷 方 面 的应 用 还 是 近 Ｓｅｅｋ 发 但
几十年的事。随着半导体技术的发展 ， 温差 电致 冷进入实用阶段 。温差电效 应（ 导体） 半 制冷机与其它制冷设备相比， 具有体积小 、 无噪声、 冷却速度快 、 不用任何有污染的制冷剂 等优点 ， 以具有十分广 阔的应用前景。为 了让学生了解温差 电效应制冷 ， 所 笔者 自制了一 个简 易温 差 电效应 演 示 仪 。此 演示 仪 最 大 优 点 是 制 作简 单 ， 材 容 易 。 由于 用 水 作 为 致 取
维普资讯
第ｌ ９卷 第 ２期 ２Ｏ Ｏ６年 ６月 出 版
大学物理 Nhomakorabea实
验
Ｖ １ １ ． ｏ ． ９ Ｎｏ ２
Ｐ Ｙ ＩＡ ） Ｅ Ｉ Ｎ ＦＣ Ｌ Ｅ Ｅ Ｈ ＳＣ Ｌ Ｅ（ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｏ Ｏ Ｌ Ｃ Ｐ
Ｊ ｎ． ２ ０ ａ ０６
所 以要用 一 百 对 电偶联 在 一起组 成 一个 半 导体致 冷 片 。
２ 散 热铝 块 （ ， ， 为 ９ ０毫米 左右 ） ） 长 宽 高 ０Ｘ ０Ｘ３ ３
３ 有机 玻 璃 直 尺 。 ）
４ 两块 绝缘板（ ） 可用印刷电路板去铜皮后代替）长与宽不小于 １０ ， ０ ６ Ｘ ０毫米， 或宽度
收稿 日期 ：０５—０ 一ｌ ２０ ８ ７
—
６ ０ ～
维普资讯
在 它们 结 点处 产生 吸热 现 象 。 电流 从 Ｐ极 流 向 Ｎ极 时 ， 它 们结 点 处 产 生放 热 现象 。 由 在 于 Ｎ型 和 Ｐ型半 导 体 的粒 子 用金属 连接 片焊接 而成 的一 个 电偶对 产生 温 差 电效应 较小 ，
演示实验之温差发电
实验图片大学物理演示实验实验报告[姓名]|2016年10月13日1.实验名称演示实验——温差发电2.实验现象的描述准备好实验装置温差发电仪，将三只杯子装满开水，放到温差发电仪的接触面上，稍等片刻，会发现依次旋转螺旋按钮，会看到小灯泡变亮，发光二极管闪烁，音乐片发出悦耳的音乐。
3.实验所涉及的物理知识（一）赛贝尔效应如图一所示，将两种不同的导体a和b（n-型和p-型半导体）串联组成回路，并使接头1和接头2保持在不同的温度T1和T2（T1>T2），p-型半导体中的空穴和n-型半导体中的电子会分别向高低温端积累，这样在导体b的开路位置X和y之间就会有一个电势产生，这一效应称为温差电现象，即赛贝克效应。
将由N、P两种类型不同的半导体热电材料经电导率较高的导流片串联，并在A、B两端建立温差，则在负载RL两端施加电压，即可制成有一定输出功率和输出电压的发电器，温差电动势与两个接头的温度和组成闭合回路的物质有关。
在温度相差不大的范围内，温差电动势Eab与温差ΔT成正比，可表示为Eab=KΔT 。
图一图二（二）温差发电原理温差发电的原理如图二所示。
它由N、P两种不同类型的半导体热电材料经过导电性好的导流片串联而成，当热端加热时，使器件的两端建立起温差，两种载流子都流向冷端，形成温差发电器。
4.实验现象的历史和应用(一)温差发电现象的历史1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓“塞贝克效应”【1】。
1834年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓珀尔帖效应。
【2】1837年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。
1856年，汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。
半导体温差发电实验装置的研制
半导体温差发电实验装置的研制半导体温差发电实验装置的研制引言：随着能源消耗的不断增加和对可再生能源的需求，温差发电作为一种高效、清洁和可持续的新能源技术，备受关注。
半导体材料在温差发电中扮演着重要角色，其研制利用和改进对于提高温差发电效率至关重要。
本文将介绍一个半导体温差发电实验装置的研制过程及其优化。
1. 实验装置设计半导体温差发电实验装置主要由热源、电子部件、热电转换元件和冷源组成。
热源通过提供高温环境，电子部件则用于控制电流、电压等参数，热电转换元件则负责将温差转化为电能，最后冷源通过提供低温环境维持温差。
2. 实验步骤（1）准备工作：搭建实验装置所需的材料、工具和测试仪器，如半导体材料、电池、温度计等。
（2）加热热源：将热源与实验装置连接，通过电流或其他方法加热热源，使其达到所需的高温。
（3）冷却冷源：将冷源与实验装置连接，通过制冷设备或其他方法降低冷源温度，以形成温差。
（4）连接电子部件：将电子部件与热电转换元件连接，以控制电流和电压。
（5）记录数据：通过温度计和电流表等仪器记录温差和电流等数据。
（6）分析结果：根据所记录的数据，计算温差发电效率等相关参数，并对实验结果进行分析。
3. 实验结果与讨论通过对实验装置的研究和优化，我们获得了一系列有关温差发电的实验结果。
其中包括温差大小对发电效率的影响、不同半导体材料的性能比较、优化电流和电压参数等。
通过对实验结果的分析，可以发现在一定的温差范围内，半导体材料的导电率越高，发电效果越好，而半导体材料的厚度越小，温差发电效率也越高。
此外，合理控制电流和电压参数也能够提高温差发电效率。
4. 实验装置改进方向基于对实验结果的分析，我们提出以下改进方向以提高半导体温差发电实验装置的效率：（1）优化材料选择：寻找具有更好导电性能的半导体材料；（2）改进热电转换元件：提高热电转换元件的转化效率；（3）优化热源和冷源：提供更稳定的高温和低温环境；（4）优化电子部件：提高电子部件的控制精度。
本科毕业论文-温差发电演示仪
本科毕业论文-温差发电演示仪1. 引言1.1 课题背景及意义随着全球能源需求的不断增长和环保意识的提升，开发新型可再生能源技术成为了当务之急。
温差发电技术作为一种清洁、可再生的能源转换方式，具有广泛的应用前景。
温差发电利用热能直接转换为电能，不受环境限制，且具有较高效率。
然而，目前市场上温差发电相关产品较少，公众对其了解程度有限。
因此，设计并制作一款温差发电演示仪，有助于推广温差发电技术，提高公众对其认识，为新能源领域的研究与发展贡献力量。
1.2 研究目的与任务本研究旨在设计并制作一款温差发电演示仪，通过实际操作展示温差发电原理及其应用。
研究任务包括：1）深入了解温差发电原理；2）设计并优化演示仪的传热性能和发电效率；3）评估演示仪的稳定性和安全性；4）进行实验验证，分析实验结果，对演示仪性能进行评估与优化。
1.3 文章结构安排本文共分为六个章节。
第二章介绍温差发电原理与演示仪设计；第三章针对关键技术进行研究，包括传热性能优化、发电效率提高及演示仪稳定性与安全性分析；第四章详细阐述演示仪制作过程与实验验证；第五章对演示仪性能进行评估与优化；第六章总结全文，并对未来研究方向进行展望。
2 温差发电原理与演示仪设计2.1 温差发电原理概述温差发电技术是基于热电效应的一种能源转换方式，其基本原理是塞贝克效应。
当两种不同类型的金属或半导体材料构成闭合回路时，若两端温度不同，回路中就会产生电动势，从而产生电流。
这一过程无需外部能源输入，具有无污染、无噪声、可靠性高等优点，尤其在利用低品位热能方面具有广泛的应用前景。
温差发电模块主要由热端、冷端、热电偶和散热器等组成。
热端吸收热能，冷端排放热量至环境中，热电偶将温差转换为电能。
在实际应用中，根据需要选择合适的热电材料，并通过优化结构设计提高发电效率。
2.2 演示仪设计要求与思路温差发电演示仪的设计要求主要包括以下几点：结构简单、易于操作、安全可靠、便于观察。
在设计过程中，遵循以下思路：1.选择合适的热电材料，考虑其热电性能、耐热性能、机械强度等因素；2.确定温差发电模块的结构形式，使其具有较高的热电转换效率和良好的散热性能；3.设计直观的显示界面，使观察者能够清楚地了解温差发电过程及发电性能；4.考虑演示仪的便携性，使其适用于不同场合的演示和教学。
一种温差发电演示装置[实用新型专利]
![一种温差发电演示装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0b1650d70912a2161579295e.png)
专利名称：一种温差发电演示装置
专利类型：实用新型专利
发明人：虞成建,吴步旭,叶超程,黄剑铮,林丽,黄辰煜,侯元东,陈彦颖,虞佳禾,黄文雅,陈序
申请号：CN201320651550.0
申请日：20131021
公开号：CN203552552U
公开日：
20140416
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种温差发电演示装置，包括有电源、储液槽，所述的储液槽内设有加热管，所述的加热管与电源连接，所述的储液槽的侧壁上设有半导体温差发电片，所述的半导体温差发电片的热接触面与储液槽侧壁贴合，冷接触面置于外界，其特征在于：所述的储液槽上对应半导体温差发电片的冷接触面位置设有散热风扇。
采用上述技术方案，本实用新型提供了一种温差发电演示装置，其能很好地将半导体温差发电片的冷接触面进行冷却，从而使得温差发电效果好。
申请人：虞成建
地址：325000 浙江省嘉兴市鹿城区南浦街道南浦春晖6栋110室
国籍：CN
代理机构：温州瓯越专利代理有限公司
代理人：张瑜生
更多信息请下载全文后查看。
教学型温差发电演示仪的设计与制作
教学型温差发电演示仪的设计与制作王颖;吕晶【摘要】设计并制作了一种简单的教学型温差发电演示仪。
演示仪由水和半导体发电片组成温差发电部分,利用冷水与热水之间的温差发电;由温度表和电压表组成测量部分,研究温差与电势之间的关系;由小风扇、LED和电珠组成效果演示部分。
本设计原理简单,结构清晰,演示效果明显。
教学实践中也很受学生的喜爱。
%A thermoelectric generation demonstration instrument is designed.This system consists of three parts： thermoelectric generation,demonstration and measurement.In the first part,thermoelectric power is generated by the system of water and semiconductor thermoelectric materials;in the second part,the relationship of temperature difference and electric potential is measured by voltmeter and thermometer;the last demonstration part composes a fan,some bulds and LEDs.The design features simplicity in principle,clearness in structure and visibility in demonstration and is greatly enjoyed in class.【期刊名称】《龙岩学院学报》【年(卷),期】2011(029)005【总页数】3页(P73-75)【关键词】温差发电;半导体温差发电片;教学演示【作者】王颖;吕晶【作者单位】龙岩学院物理与机电工程学院,福建龙岩364012;龙岩学院物理与机电工程学院,福建龙岩364012【正文语种】中文【中图分类】O484引言电自被发现以来一直扮演着重要角色，随着社会的发展，电的作用已不可取代。
温差发电机制作，你也可以变成发电达人
温差发电机制作，你也可以变成发电达人•详细说明我给朋友捎了一个不耗电的ECOFan风扇（译注：一种利用热能发电作为能源的风扇），这个概念相当酷，所以打算自己从头仿制一个。
一个反向安装的半导体制冷片通过温差发电给风扇供应能源。
也就是说，只要把它放在温暖的炉子上头，它就会吸收热能驱动风扇转动。
我一直想做个斯特林发动机，可惜复杂度略高。
不过这个温差发电的小风扇很简单，适合在一个周末里搞定。
温差发电依靠帕耳帖效应，这种效应常用于cpu散热器和袖珍冰箱里的半导体制冷片上。
通常使用时我们给制冷片施加电流，一面就会变热而另一面变冷。
但是这个效应也可以反过来：只要制冷片两端有温差就会产生电压。
不同的金属导体（或半导体）具有不同的自由电子密度（或载流子密度），当两种不同的金属导体相互接触时，在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。
而电子的扩散速率与接触区的温度成正比，所以只要维持两金属间的温差，就能使电子持续扩散，在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。
由此产生的电压通常每开尔文温差只有几微伏。
这种塞贝克效应通常应用于热电偶，用来直接测量温差。
一个温差发电电路由两种赛贝克系数不同的材料接触构成(比如P 型半导体和N型半导体)。
如果没有负载，电路中不会有电流但是两端会有电动势，这时候它以检测温度的热电偶方式工作。
帕尔贴效应是塞贝克效应的逆效应，可以产生在两种不同金属的交界面，或者一种多相材料的不同相界间，也可以产生在非匀质导体的不同浓度梯度范围内。
当对上述三种材料通入电流时，金属1会对金属2或相1对相2，或浓度点C1与C2间产生放热或吸热反应。
简而言之，当在两种金属（或半导体）回路上施加电压通入电流后，不同金属的接触点会有一个温差。
由于半导体温差电材料的品质因数比金属的高得多，所以有实用价值的温差电材料都是用半导体材料制成的。
帕尔贴器件是利用半导体的帕尔贴效应制冷的器件，实用的半导体制冷器由很多对热电元件经并联、串联组合而成，也称热电堆。
简易温差电效应演示仪制作
简易温差电效应演示仪制作
童培雄;刘贵兴
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2006(019)002
【摘要】本文详细介绍了温差电现象的应用过程,并在实验教学中给予应用,给出了温差电效应演示仪的制作方法.
【总页数】3页(P60-62)
【作者】童培雄;刘贵兴
【作者单位】复旦大学,上海,200433;复旦大学,上海,200433
【正文语种】中文
【中图分类】TN3
【相关文献】
1.简易光学演示仪的制作及演示 [J], 李卓君
2.简易横波传播现象演示仪的设计与制作 [J], 王妍妍;王璐;夏珺玮;沈梦佳;宋杰;呼格吉乐
3.简易教学光谱演示仪的制作与使用 [J], 王格;林珠;彭保进;郑圆成
4.简易透镜合成演示仪的制作及应用 [J], 康峰
5.简易激光光纤通信演示仪的制作与应用 [J], 杨国平;王金娜
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
式中 Ｊ ｑ称为 珀尔 帖热流 密度 ，ｒ ７ ｅ是该两种 金属 的珀尔 帖 系数， 决 于两种 金属 的性 质， 与温度 ＾ 取 并
有关 。
３ 汤姆 逊 （Ｔ ｏ ｏ ） 应 、 ｈｍｓｎ 效
汤姆 逊效应 是英 国科 学家汤姆 逊 在 １５ ８４年发 现的，当电流通 过具 有温 度梯 度 的均 匀导 体时， 了 除
维普资讯
２０ 年 ６ ０７ 月 黔西南民族师范高等专科学校学报 Ｊｎ ２ ０ ｕｅ ０ ７ 第２ 期 Ｊｕｎｌ ｏ Ｓｕｈ ｅｔ Ｇ ｉ ｏ Ｔａｈｒ’ Ｃｌ ｇ ｆ Ｎ ｔｎｌｉ ｏｒａ ｆ ｏｔｗ ｓ ｕｚ ｕ ｅｃｅｓ ｈ ｏｅｅ ｏ ｌ ｒ ａｏａｔｓ ｉ ｉｅ Ｎ ． ｏ２
关键词 ： 温差 电 ； 导体制 冷 片 ； 示 实验 半 演 文章编 号 ：０ ９ － ６ ３ ２ ０ ）２ ． Ｏ ７ ． ３ 中图分类号 ： ４ ２ ． １ ０ －－ ７ （０ ７ Ｏ － ０ ９ － ０ ． ０ ０ ７ ４
并在 实验教 学 中应 用。
文献 标识码 ： Ｂ
温差 电是研 究温 差 和 电之 间关 系的科 学 ， 准确地 说是 研究 热能 和 电能 直接转 换 的科学 。温差 电 更 从发 现 至今 已经有 一百 多年 的历史 了 ， 由于金属 的温差 电效应 非 常微弱 ，所 以在 很长一 段 时间 内并 但 未得 到广泛 的应用 。 自从人 们发 现用 半导 体 和金属 氧化物 代替 金属 可 以使 温 差 电效 应得 到 明显 提高后 ， 温差 电效应 的应用 翻 开 了新 的一页 。 目前温差 电效应 在航 空 、 天 、 航 军事 和生 产生 活 中的应用 得到 了长 足 的发展 ， 特别 是在 发 电和致 冷这 两个 方 面 ， 差发 电能够 促进 能源 结构 的多 元化 ， 温 缓解 能源 危机 ， 其 具有 很强 的稳定性 且 无污 染 ， 而在 致冷 方面 ， 与传 统的致 冷工艺 相 比 ， 温差 致冷 具有很 大 的优越性 ， 如 便携 式手提 冰箱 。
一
、
温 差 电效 应
到 目前 为止 ，发现 的温差 电效 应概 括起来 有 三种 ： １ 塞 贝克 （ｅ ｂｃ ）效 应 、 Ｓ ｅ ｅｋ 如 图 １ 示，由金属 Ａ 、 接成 的热 电偶在两 个接 点处保 持不 同的温度 Ｔ和 Ｔ ＋ △ 所 Ｂ Ｔ，实 验发 现，
回路 中两接 点处将 产 生 电势差 ， 与两接 点处 的温度 差 △ 且 Ｔ成正 比， 即
有二：
（）因为 出现 温度梯 度，导 体本身 各部 分的物性 有差 异， 带 电粒子 浓度 将 随温度 而异 ， 是有类 １ 如 于
似珀尔帖 效应 出现；（ ）温度 梯度 引起 温差 电动势 ， ２ 它将 对 电流 作功 。可 以看 出，珀尔 帖效 应就 是塞贝 克效应 的逆 过程 ， 面所提 到 的温差发 电利 用 的就 是塞 贝克效 应， 后 而温差 致 冷利用 的是 珀尔帖效 应 。
放 出焦耳 热外 ，导体还 需要放 出或吸收 另外 的热量 ， 称为汤 姆热 ， Ｊｅ表示 电流 密度 ， 以 在单位 时间 内，
单 位体积 的导 体放 出 的汤 姆热 Ｑ 为
Ｑ Ｔ＝一 Ｔｅ・ Ｔ． Ｊ △
式中， ｒ 是汤 姆逊 系数 ， 它与 温度 和材料性 质有 关， 个现象 称 为汤姆 逊效 应 。产生该 效应 的原 因 这
在一个接 点处有 热量 放 出， 另一 接点处 则吸 收热量， 在 如果 将 电流方 向反 向， 则原来 吸热 的一端变 为放 热， 原来 放热 的一端 变为 吸热， Ｊ 以 ａ表示从 Ａ 流往 Ｂ 的电流密 度， 位 时间 内， 单 单位 截 面的导线在 接点
处所 吸收的热 量为
Ｊ ＝１Ａ Ｊ ａ ． ｑ ＴＢ
Ａｅ ｅＡ ＡＴ ． ａ
￡ｎ 为温差 电动势 系 数， 称 它与材 料及 温度 有关 。
Ｃ＝ ＝ ＝
效 热
吸 热
Ｅ
图 １
图２
收稿 日期 ：０ ７ ０ — １ ２ ０— ４ ８
作者简 介 ： 谭福奎 （９ １６
） 男 ， 州兴仁 人 ， ， 贵 黔西 南 民族 师 范 高等 专科 学校 物理 系副教授 、 高级
温 差发 电演 示 仪 的制作
谭 福 奎
（ 西南 民族 师范 高等专 科学校 ， 贵州 兴义 ５２０ ） 黔 ６４ ０
摘 要： 温差发电现象最早是在金属 中发现的， 由于两种金属接触的温差电现象特别微弱， 在很长
一
段 时间 内没有得 到 发展 。 用半导 体制 冷 片来制作 热 电转换 实验仪 ， 可直观 地 演示半 导体 的热 电效应 ，
二、 Байду номын сангаас导体致 冷片
半导 体制冷 片是 由若 干个 制冷器 件 （ 电偶对 ） 串联 或并 联 的方式构 成 的单级 或 多级 电堆 。温度 电 以
动 势的实质 是两 块逸 出不 同 的金 属接 触时产 生 的接 触势 差，在高 温端 和低 温端存 在温 度差 ，两个 电极
闭合 时 ， 接点处 ， 会有 载流子在 Ｐ型 、 在 就 ｎ型半 导体 中流过 ， 形成 电 流。 反 ， 外场 的作用 下 电子通 过 相 在
实验师， 主要从事物理 学、 电子 电路理论及 实验的教学研 究。
・
９ ・ ７
维普资讯
２０ ０ ７钲 ２ 珀尔贴 （ ｅｔ ｒ 、 Ｐ ｌｅ）效应 ｉ
黔 西南 民族 师范高等 专科学 校学 报
第２ 期
如 图 ２所 示， 两种 金属 Ａ、 将 Ｂ相连接 ， 保持其 温度恒 定不 变 。实验 发现 ，当有 电流通过 电路 时， 并
接触 面时要 吸 收或放 出一定 的热 量 ， 而 出现 制冷或 制热 的现 象 。选 用 的制 冷片 为 Ｔ Ｃ ２ ０ ， 大温 从 Ｅ １７６ 最 差 电流 ５ 最大 工作 电压 １ ． Ｖ， Ａ， ５ ４ 尺寸 ４ ｒ ４ ｍ ． ０ ｍ ｘ ０ ｍ Ｘ３ ９ｍｍ。如 图 ３所 示 ａ