塞贝克效应(SEEBECK EFFECT)(doc 6)
塞贝克效应
L/O/G/O赛贝克效应提纲原理定义应用发展4123一、定义•塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。
•另一种定义是：在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。
xt Text Text Text由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散。
电子的扩散速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。
设导体A 和B 的自由电子密度为NA 和NB ，且有NA ＞NB ，电子扩散的结果使导体A 失去电子而带正电，导体B 则因获得电子而带负电，在接触面形成电场。
这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势。
（右图为实验图示）在两种金属A 和B 组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。
塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。
半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。
（见右图）由于两种金属接触时本身会产生接触电势差，若T1比T2温度高，由于温度越高金属电子的能量越高，逸出的越多，所以T1处有电子像T2方向逸出形成如图所示的电流。
T2端不断放热，T1端不断吸热，使电子不断逸出，和前面接触电势差一样产生一个温差电动势，进而在金属中产生如图所示的电流，即热电流。
温差电动势温差电动势也称为赛贝克电动势（Θab 示之），定义温差电动势率αab αab 为单位温差时的温差电动势，亦称赛贝克系数，单位为V/K 。
两个不同半导体也可构成闭合线路，当两个接头处温度不同时，也要产生温差电动势，而且数值比金属导体大得多。
在室温附近，半导体的αab 有几百μV/K ，而金属的αab 只在0.1与10μV/K 之间。
热电效应的三大定律
热电效应的三大定律热电效应是热量和电量之间相互转化的现象，在现代科技中有着广泛的应用，例如温度传感器、热电发电机等等。
热电效应的研究始于19世纪初期，自此以来，科学家们探索了许多与热电效应有关的规律和定律，其中三大定律是最为重要的，以下将详细介绍这三大定律。
定律一：塞贝克效应（Seebeck Effect）塞贝克效应又叫热电效应，是指在两种不同金属之间形成一个温度差时，金属之间会产生电势差，这种现象被称为热电效应。
塞贝克效应是热电效应中最基本的现象之一。
热电效应的存在是由塞贝克1836年发现的，他用铜和铁制成的两根导线，将一段金属片放置在接点处，形成了一个闭合回路，然后在两端不同温度下使热流过去，结果发现，一段导线的一端变成了正电，而另一端变成了负电，导线间出现了电势差。
塞贝克效应的这个发现引起了人类对热电效应的广泛关注，也促进了热电效应的研究。
定律二：皮尔逊效应（Peltier Effect）皮尔逊效应的发现是在塞贝克效应之后不久，它是指当在两种不同金属之间通以电流时，会在通电部分产生加热或者制冷现象，这种现象被称为皮尔逊效应。
这种效应正是塞贝克效应的反过程，如果当两个不同金属或者半导体间用电路相连时，金属中一个电子迁移到另一个金属，就会产生出伴随的热量。
这个现象表面上似乎会破坏热力学第一定律（能量守恒法则），但在所有情况下都是所需较小的电能小于皮尔逊效应产生的热能或制冷量。
皮尔逊效应通常应用于热控制，例如在太空飞行器电子设备中，利用皮尔逊效应来控制电子元件的温度。
另外，还可以应用于热电制冷器，生物医学、氢能及其他领域中的电力系统，文化遗产的保护以及高精度的温度控制等。
定律三：坦普－蒂查效应（Thomson Effect）坦普－蒂查效应是指在电流经过导体时，如果其两个端点距离源头有一定温度差，那么会在这段导体中发生热量和电能的转化，这种现象被称为坦普－蒂查效应（简称第二热电效应）。
实际上，这种效应是由纯热效应和热电效应相结合而产生的。
塞贝克效应
拓展设计
在热电偶的分度表中或分度检定时,冷端温度都保持在0 ℃ ，在 使用时,往往由于环境和现场条件等原因,冷端温度不能维持在0 ℃ , 使热电偶输出的电势值产生误差,因此需要对热电偶冷端温度进行处 理。 能否提出对热电偶冷端温度进行处理的具体措施？
背景资料
实验原理
实验仪器
实验内容
数据处理
前苏联的俄罗斯、乌克兰等国家在温差发电和温差致冷方面进行了最 广泛的研究。随着这些国家政治、经济形势的变革，他们的科研成果正从 航天、军事领域逐渐转化到市场需求方面。美国也是温差电技术的强国， 而且该技术领域得到美国政府和军方的支持。 目前，我国已经成为世界上温差电产品生产规模最大的国家之一，产 品的技术性能也接近国际先进水平。以电子致冷饮水机为代表的温差电致 冷产品广泛进入了普通家庭，可以相信，温差电技术必将得到更加广泛的 应用。
定标：
背景资料
实验仪器
实验内容
数据处理
所谓定标就是设法确定温差电势的大小与温度差的对应关 系。定标方法有二种：一种是固定点法，即利用纯物质在一定 的气压下，把它们的熔点或沸点作为已知温度(例如，水的沸 点，标准大气压下为100 ℃ ；锡的熔点为231．8℃；锌的 熔点为419．8℃)，测出温差电偶在这些温度下对应的电动势， 从而得出 关系曲线。固定点法的优点是标准的温度准 E t 确、稳定，但合适的纯物质为数不多，可校准的温度点数较少。 另一种是比较法，即利用—标准电偶与未知电偶测量同一 温度，标准电偶的数据既然已知，未知电偶即被校准。此法简 单、迅速，但准确度受标准温差热电偶或温度计准确度的限制。
受热面积和热容量可做得很小，如研究金相变化、小生物体温变化， 水银温度计则难于可比。
构造简单，使用方便：热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而 且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 由于热电偶测温是将温度测量转换为电学量的测量，因而非常适用 于自动调温和控温系统。
塞贝克效应
塞贝克效应目录[隐藏]简介贡献者原理塞贝克效应电势差的计算公式应用英文名称：Seebeck effect[编辑本段]简介塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。
在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。
塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。
半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。
[编辑本段]贡献者托马斯·约翰·塞贝克[1]（也有译做“西伯克”）1770年生于塔林（当时隶属于东普鲁士，现为爱沙尼亚首都）。
塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人，也许正因为如此，他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。
1802年，塞贝克获得医学学位。
由于他所选择的方向是实验医学中的物理学，而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作，所以人们通常认为他是一个物理学家。
毕业后，塞贝克进入耶拿大学，在那里结识了歌德。
德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关与光与色的理论的思想，使塞贝克深受影响，此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。
塞贝克的研究重点是太阳光谱，他在1806年揭示了热量和化学对太阳光谱中不同颜色的影响，1808年首次获得了氨与氧化汞的化合物。
1812年，正当塞贝克从事应力玻璃中的光偏振现象时，他却不晓得另外两个科学家布鲁斯特和比奥已经抢先在这一领域里有了发现。
1818年前后，塞贝克返回柏林大学，独立开展研究活动，主要内容是电流通过导体时对钢铁的磁化。
当时，阿雷格（Arago）和大卫（Davy）才发现电流对钢铁的磁化效应，贝塞克对不同金属进行了大量的实验，发现了磁化的炽热的铁的不规则反应，也就是我们现在所说的磁滞现象。
在此期间，塞贝克还曾研究过光致发光、太阳光谱不同波段的热效应、化学效应、偏振，以及电流的磁特性等等。
热电效应塞贝克效应
三种导体分别组成 的热电偶
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连接导体定律和中间温度定律
连接导体定律：在热电偶回路中，如果热电极A、B分别与
连接导线A’、B’相连接，结点温度分别为T、Tn、T0 ，那么回 路的热电势将等于热电偶的热电势EAB(T,Tn ) 与连接导线A’、B’ 在温度Tn、T0 时热电势 EA’B’(T,Tn ) 的代数和，即 ：
当导体两端的温度分别为T、T0时，温差电势可由下
式表示:
T
EA T T0 T0σ AdT
式中A—A导体的汤姆逊系数。
对于两种金属A、B组成的热电偶
回路，汤姆逊电势等于它的代数和， 即:
温差电势
EABT T0
T
T0 σ A σ B dT
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综上所述，对于匀质 导体A、B组成的热电 偶，其总电势为接触电 势与温差电势之和，用 式子可表示为：
热电偶回路的总热电势
EABT T0 EABT EABT0
T
T0 σ A σ B dT
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讨论：
①如果热电偶两电极材料相同，则虽两端温度不同(T≠T0)。 但总输出电势仍为零(均质导体定律）。因此必须由两种 不同的材料才能构成热电偶。
②如果热电偶两结点温度相同，则回路中的总电势必等于 零。
在热电偶回路中，只要中间 导体两端的温度相同，那么接入 中间导体后，对热电偶回路的总 热电势无影响。可用式子表示为：
EABC(T,T0)=EAB(T,T0)
具有中间导体的 热电偶电路
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标准电极定律
塞贝克效应与温差发电
塞贝克效应及温差发电原理
电动势计T 一定，负载 电阻 R 与半导体内阻r 几乎相当时，㶲效率达 到最大；当负载电阻 R 一定，温差 ∆T 增大时， 㶲效率也随之增大
塞贝克效应及温差发电原理
常见半导体材料的塞贝克系数
可以看出，不同材料的塞 贝克系数不同，相同材料 作为不同类型的半导体时 塞贝克系数也不同。
塞贝克效应及 温差发电
塞贝克效应及温差发电原理
塞贝克效应（Seebeck effect）又称作第一热电效应，是指由于两 种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的
热电现象。
Seebeck(1770-1831)
将P型和N型两种不同类型的热电材料一端相连形成一个 PN结,由于热激发作用可形成电动势 温差电池就是利用温度差异使热能直接转化为电能的装置
使得携带、运输、保养便利
• 安全无污染。热电材料无气态或液态介质存在，而且在能量转变过程中
4
没有废水、废气等污染物的排出，是一种对环境近乎零排放的能源材料，
这对于保护环境、改善人类生存与可持续发展具有重要的意义。
温差发电的缺点
缺点
温差能利用的最大 困难是温差太小， 能量密度太低。温 差能转换的关键是 强化传热传质技术
随着新型高性能热电材料以及性能可靠的温差发电器的研 究与开发，其在低品位能源利用方面的优势将更好发挥
差 温 电发
THANKS FOR LISTENING
温差发电效率低， 目前一般都不高于 百分之十四
温差发电技术的应用
海洋温差能的利用
利用深浅水区对太阳热辐射吸收程度 的不 同进行发电
太阳能温差发电
太阳能热电 - 光电复合型发电 分频型发电系统
同位素温差发电
新材料打破温差发电效率纪录
78近日，奥地利维也纳大学的科学家们研究出一种新型材料，能够有效地利用温差产生电流。
这一物质的发现使得感应器、小型电子处理器能够在无线的状态下为自己提供电能。
热电物质能够将热能转化为电能，要归功于“塞贝克效应”（Seebeckeffect）。
塞贝克效应又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。
一般规定热电势方向为：在热端电子由负流向正。
在特定温差下产生的电能，需要通过电热优值系数ZT值进行衡量：一种材料的ZT值越高，它的温差电性才会越好。
迄今为止，所测量到温差性最好的材料ZT值在2.5-2.8之间。
而维也纳大学的科学家们研发出的是一种ZT值在5-6之间的全新物质。
它是将铁、钒、钨和铝的一片合金薄层覆盖于硅晶体上的材料。
这一研究成果发表在最新一期的《自然》杂志中。
热电材料是什么？热电材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料。
热电效应虽然只是在接触点表现，但是热电过程发生在整个材料，所以热电效应不是界面效应，而是体效应。
此外，热电材料的应用不需要传动部件，工作时无噪音、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源一样，对环境无污染，材料性能可靠且使用寿命长。
具体而言，ZT值的高度决定了热电材料的温差特性，而ZT值的表现来自于材料的三项重要能力：塞贝克系数、电导率和热导率。
可以说，塞贝克系数越高，相同的温差下产生的电动势就越高，意味着能够发出来的电就越多。
电导率越高，电子在材料内部就可以越容易的扩散。
而热导率越高，热量就可以更快速地从热端传递到冷端，从而让温差发电所依赖的温度差消失，电动势也就随之消失。
另一方面，将热能从高温度点传向低温度点的晶格振动会被晶体中的不规则排列所抑制。
所以，热导性会有所下降。
这一点极为重要，因为温度差会很快的趋于平衡，材料的每一处都会保持同温度，那么温差效应也会随之停摆。
不难看出，对于热电材料来说，前两种能力是越强越好，而后一种能力则是越弱越好。
塞贝克效应名词解释
塞贝克效应名词解释
嘿，朋友们！今天咱来聊聊塞贝克效应呀。
你说这塞贝克效应啊，就像是一个神奇的魔法。
咱可以把它想象成是一条奇妙的“热线”。
就好比啊，在一个大冷天，你和小伙伴一起出去玩，走着走着，你发现你的这边身子特别暖和，而小伙伴那边身子还是凉飕飕的。
这塞贝克效应就有点像这样。
它说的呀，就是当两种不同的导体或者半导体连接在一起，形成一个回路，然后这两端有温度差的时候，就会产生一个神奇的现象——电流！是不是很奇妙？这就好像是温度这个小精灵在导体里施了魔法，让电流这个小家伙跑出来啦！
你想想看，只是因为有了温度差，就会有电流产生，这多有意思啊！这就像是大自然给我们开的一个小玩笑，又像是给我们的一个特别礼物。
咱生活中其实也有不少跟塞贝克效应有关的东西呢。
比如说一些特殊的温度计，不就是利用这个原理来工作的嘛。
还有一些发电装置，也是靠它来发挥作用的呢。
这塞贝克效应可不简单哦，它为我们的科技发展可出了不少力呢！没有它，那些神奇的电子设备说不定就没那么好用啦。
它就像是一个隐藏在科学世界里的小宝藏，等待着我们去挖掘，去发现它更多的奥秘。
你说，这世界是不是充满了惊喜和神奇？我们每天都能发现新的有趣的东西，塞贝克效应不就是其中一个嘛！它让我们感受到科学的魅力，让我们对这个世界更加充满好奇和探索的欲望。
所以啊，别小看这塞贝克效应，它虽然看起来不起眼，但是在科学的大舞台上，可是有着重要的一席之地呢！它就像一颗小小的星星，虽然光芒不是最耀眼的，但却有着独特的价值和意义。
我们应该好好去了解它，去感受它带给我们的奇妙之处。
你难道不想更深入地了解这个神奇的塞贝克效应吗？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
塞贝克效应原理
塞贝克效应原理
贝克效应，又称贝克敏感度、贝克梅尔效应，是由英国物理学家
巴瑟斯特·贝克于1961年发现的一种现象。
在相同的外力作用下，内
部的某种“看不见的”力的出现，会导致物体在其它物体间的相互作
用发生了变化。
换句话说，物体的特性会随着它们之间的距离而改变。
贝克效应可以用两种力来描述，一种是由静电力相互作用产生的力，另一种是由电磁力相互作用产生的力。
当物体之间的距离发生变
化时，两种力就会相应地变化。
比如，当一片带有电荷的金属片放在一个带有相同电荷的其它金
属片上时，就会产生微弱的静电及电磁力，从而会使这两片金属片之
间间隔发生微小的改变。
因为贝克效应，当物体之间的距离发生变化时，双方的“看不见的力”也会发生变化，这就是为什么有时物体可
以被互相吸引，有时却又可以相互排斥，而不会引起外部的力的作用
的原因。
贝克效应的出现，使物理学家们可以研究更多高级的物性，也使
特定类型的技术实现了技术上的突破。
这些技术包括光学运算、近距
离通信以及在电子行业中常见的电磁兼容测试技术。
贝克效应可以用
来调节某些传感器的灵敏度或检测距离很近的物体，这也是为什么在
一些应用中会用到它的原因。
总之，贝克效应是一个实用的现象，它可以被应用到应用科学中，也可以作为了解有机物行为的重要线索。
帕尔贴和塞贝克效应的应用
帕尔贴（Peltier）效应和塞贝克（Seebeck）效应是热电效应的两个主要现象，它们可以用于热电设备和应用。
帕尔贴效应是指当电流通过两种不同材料之间的接合处时，会产生温度差异。
当电流流过这个接合时，一个材料的一侧会变冷，而另一个材料的一侧会变热。
这种效应可以用于制造热电制冷器（也称为帕尔贴制冷器），这种器件可以通过控制电流的方向来实现冷却或加热的效果。
帕尔贴制冷器广泛应用于电子设备的冷却、光电子器件、激光器、光纤通信等领域。
塞贝克效应是指当两个不同温度的导体连接在一起形成闭合回路时，会产生电压差。
这种效应可以用于制造热电发电机（也称为塞贝克发电机），通过利用温差来转化为电能。
塞贝克发电机可以应用于废热回收、太阳能电池板、核电站、航天器和一些远程或低功率设备中。
除了热电制冷和热电发电，帕尔贴效应和塞贝克效应还可以在一些其他领域得到应用，例如温度测量、热流测量和热电偶（用于测量温度差异）等。
这些热电应用的发展和研究有助于能源的有效利用和节能减排。
塞贝克效应公式
塞贝克效应公式塞贝克效应公式是物理学中一个挺有趣的概念，咱们今天就来好好聊聊它。
塞贝克效应啊，简单说就是由于温度差而产生电动势的现象。
那这当中的塞贝克效应公式就像一把神奇的钥匙，能帮助我们更准确地理解和计算这个现象。
我还记得有一次，在学校的实验室里，几个学生好奇地围着一个实验装置，眼睛里充满了探索的渴望。
那是一个验证塞贝克效应的实验，不同金属连接在一起，一端加热，另一端就神奇地产生了电压。
学生们叽叽喳喳地讨论着，我在旁边引导他们思考背后的原理。
咱们来说说这个塞贝克效应公式本身。
它可以表示为：E = S ΔT 。
这里的 E 代表产生的电动势，S 被称为塞贝克系数，而ΔT 就是温度差。
这个公式看起来简单，可里面藏着好多学问呢！塞贝克系数 S 是每种材料特有的属性，就像每个人都有自己独特的性格一样。
不同的金属材料，其塞贝克系数大不相同。
有些金属对温度差特别敏感，稍微有点温差就能产生明显的电动势；而有些呢，反应就比较迟钝。
在实际应用中，塞贝克效应可是大有用处。
比如说，热电偶就是基于这个效应工作的。
热电偶可以用来测量高温环境中的温度，像工业熔炉里的温度测量，就靠它啦。
想象一下，那些在高温下工作的工人师傅们，正是依靠热电偶准确测量的温度，才能保证生产过程的安全和稳定。
还有啊，在一些新能源研究领域，科学家们也在琢磨怎么更好地利用塞贝克效应来发电。
要是能把自然界中的温差有效地转化为电能，那对于解决能源问题可真是一大贡献。
再回到我们的学习中，理解塞贝克效应公式，不能仅仅是记住这个公式的形式，更要明白它背后的物理意义。
这就好比我们认识一个人，不能只看他的外表，还要了解他的内心。
在学习的过程中，同学们可别被这些公式和概念给吓住了。
其实啊，它们就像一个个好玩的小谜题，等着我们去解开。
只要我们多观察、多思考、多动手做实验，就一定能掌握其中的奥秘。
就像我们在实验室里看到的那个简单却又神奇的实验装置，它背后的塞贝克效应公式，正等待着我们去深入探索，去发现更多的奇妙之处。
塞贝克效应和珀尔帖效应
塞贝克效应和珀尔帖效应
塞贝克效应和珀尔帖效应是两种常见的心理效应。
塞贝克效应是指人们对于同样的刺激，当其周围环境不同时，会产生不同的感觉和反应。
比如，在夜晚听到一只鸟叫声，人们可能会感到它很吵闹，但在白天同样的鸟叫声可能会被认为很悦耳。
这是因为环境的影响使人们对同一刺激的感觉不同。
而珀尔帖效应则是指人们预期某种结果会发生时，这种结果就更可能发生。
比如，当人们预期自己的孩子在学校表现不好时，可能会对孩子的学习成绩产生负面影响。
这是因为他们的预期会影响到他们的态度和行为，从而影响到孩子的表现和结果。
这两种心理效应在生活中十分常见，我们需要意识到它们的存在，并尝试控制自己的预期和环境对我们的影响，以更好地理解和处理周围的事物。
- 1 -。
塞贝克效应(SEEBECK EFFECT)(doc 6)
塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）赛贝克效应简介1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。
这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。
例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2mV的温差电动势产生。
温差电池就是利用温度差异，使热能直接转化为电能的装置。
温差电池的材料一般有金属和半导体两种。
用金属制成的电池赛贝克效应较小，常用于测量温度、辐射强度等。
这种电池一般把若干个温差电偶串联起来，把其中一头暴露于热源，另一个接点固定在一个特定温度环境中，这样产生的电动势等于各个电偶之和。
再根据测量的电动势换算成温度或强度。
例如，我们在日常生活中常用它来测量冶炼及热处理炉的高温。
用半导体制成的温差电池赛贝克效应较强，热能转化为电能的效率也较高，因此，可将多个这样的电池组成温差电堆，作为小功率电源。
它的工作原理是，将两种不同类型的热电转换材料N型和P型半导体的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差;如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压,形成一个温差发电机。
温差电技术研究始于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发电。
当时美国能源部的空间与防御动力系统办公室给出鉴定称，“温差发电已被证明为性能可靠，维修少，可在极端恶劣环境下长时间工作的动力技术”。
近几年来，温差发电机不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出了良好的应用前景。
在远程空间探索方面，人们从上个世纪中叶以来不断将目标投向更远的星球，甚至是太阳系以外的远程空间，这些环境中太阳能电池很难发挥作用，而热源稳定，结构紧凑，性能可靠，寿命长的放射性同位素温差发电系统则成为理想的选择。
塞贝克效应
塞贝克效应塞贝克（Seebeck）效应，又称作第一热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。
目录1简介2贡献者3原理1 3.1 半导体效应1 3.2 金属效应4应用5测量仪器6热电现象1简介英文名称：Seebeck effect在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。
塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子溢出功和有效电子密度这两个基本因素。
半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。
2贡献者托马斯·约翰·塞贝克[1]（也有译做“西伯克”）1770年生于塔林（当时隶属于东普鲁士，现为爱沙尼亚首都）。
塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人，也许正因为如此，他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。
1802年，塞贝克获得医学学位。
由于他所选择的方向是实验医学中的物理学，而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作，所以人们通常认为他是一个物理学家。
毕业后，塞贝克进入耶拿大学，在那里结识了歌德。
德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关于光与色的理论的思想，使塞贝克深受影响，此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。
塞贝克的研究重点是太阳光谱，他在1806年揭示了热量和化学对太阳光谱中不同颜色的影响，1808年首次获得了氨与氧化汞的化合物。
1812年，正当塞贝克从事应力玻璃中的光偏振现象时，他却不晓得另外两个科学家布鲁斯特和比奥已经抢先在这一领域里有了发现。
1818年前后，塞贝克返回柏林大学，独立开展研究活动，主要内容是电流通过导体时对钢铁的磁化。
当时，阿雷格（Arago）和大卫（Davy）才发现电流对钢铁的磁化效应，赛贝克对不同金属进行了大量的实验，发现了磁化的炽热的铁的不规则反应，也就是我们所说的磁滞现象。
在此期间，塞贝克还曾研究过光致发光、太阳光谱不同波段的热效应、化学效应、偏振，以及电流的磁特性等等。
塞贝克效应
塞贝克效应
塞贝克效应是一个有趣且引人入胜的物理现象，它揭示了光线通过两个旋转立
方体时会发生偏转的现象。
1887年，欧内斯特·塞贝克首次观察到了这一现象，并
对其进行了深入的研究，从而揭示了光的极化性质和光波的性质。
这一效应的发现对光学领域产生了深远的影响。
塞贝克效应的原理
塞贝克效应的原理基于光的极化性质。
当线性极化的光穿过一个旋转的立方体时，光电场会在旋转的立方体中发生改变，导致光线的传播方向发生变化。
这一现象成为塞贝克效应，并被广泛应用于光学仪器中。
塞贝克效应的应用
塞贝克效应不仅在理论物理研究中有着重要的应用，还在实际的光学设备中起
到了关键作用。
例如，在现代的光学仪器中，塞贝克效应被用于调节和控制光线的传播方向，从而实现精密的光学测量和成像。
此外，塞贝克效应还被应用于光通信、光学传感和光学信息处理等领域。
塞贝克效应的未来发展
随着光学技术的不断发展，塞贝克效应的应用范围也在不断扩大。
未来，塞贝
克效应有望在更多领域发挥重要作用，为光学技术的进步和创新提供支持。
通过进一步研究和理解塞贝克效应，可以推动光学技术的发展，为人类社会带来更多的应用和益处。
塞贝克效应作为光学领域中一个重要的现象，不仅展示了光的复杂性和多样性，也为科学家和工程师提供了丰富的研究和创新机会。
相信在不久的将来，塞贝克效应将继续发挥重要作用，为光学技术的进步和应用领域的拓展提供不竭动力。
塞贝克效应效率
塞贝克效应效率塞贝克效应被广泛应用于气象学、农业学、环境科学、能源管理等领域，其高效性使其成为研究和应用的热门话题。
本文将着重讨论塞贝克效应的效率，并提供一些实例来支持这些观点。
塞贝克效应指的是在风通过峡谷或狭隘地势时，风速会相应增大，压力降低。
这种现象导致了能量转换的增强，并且可以有效地利用风能。
因此，塞贝克效应被广泛应用于风能发电。
首先，塞贝克效应提高了风能发电的效率。
由于峡谷或狭隘地势引起的风速增加，风能装置可以捕捉到更多的风能。
实验结果表明，在塞贝克效应下，风能装置的能量转换效率可以提高20%以上。
这意味着更多的电能可以从同样的风能中获得。
这对于推动可再生能源的发展和减少对传统能源的依赖具有重要意义。
其次，塞贝克效应可以降低风能发电的成本。
风能装置在峡谷或狭隘地势中的布置可以减少所需的风能装置数量。
由于塞贝克效应导致的风速增加，每个风能装置可以捕捉到更多的风能，从而降低了项目的总体成本。
此外，更少的风能装置还可以减少土地使用和维护成本。
另一个值得一提的是，塞贝克效应还可以提高农业生产的效率。
在峡谷或狭隘地势中，由于塞贝克效应引起的风速增加，农作物之间的气流也会相应增强。
这有助于减少农作物病害和害虫的侵袭，提高植物的光合作用效率。
同时，增强的气流还可以帮助快速散发农作物或植物上的湿气，减少病害传播的风险。
因此，塞贝克效应不仅可以提高农业生产的产量，还可以减少对农药和化肥的依赖，推动可持续农业的发展。
此外，塞贝克效应还可以提高建筑物的通风效率。
在城市中，由于建筑物的密集和高楼大厦的存在，会出现一些风速较低的区域。
然而，在这些低风速区域的附近，如果有峡谷或狭隘地势存在，塞贝克效应会导致风速增加，从而改善低风速区域的通风效果。
这对于提高城市空气质量、缓解城市热岛效应以及改善人们的舒适度都具有重要意义。
总的来说，塞贝克效应的高效性使其成为各个领域研究和应用的热门话题。
通过提高风能发电的效率和降低成本，塞贝克效应推动了可再生能源的发展。
温差发电机原理
温差发电机原理 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020温差发电机原理分类： | 标签：2013-05-21 09:35 阅读(2858) 塞贝克效应和帕尔帖效应塞贝克效应（Seebeck effect）：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。
（图片来源：）帕尔贴效应是塞贝克效应的逆效应，当有电流通过不同的导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。
这是珀耳帖在1834年发现的。
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。
利用塞贝克效应的热电制冷器电路图。
（图片来源：）帕尔贴效应常用于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。
温差发电依靠塞贝克效应，由于半导体温差电材料的效果比金属的高得多，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。
单级热电堆可得到大约60℃的温差。
热电堆也可根据塞贝克效应工作把热能（即内能）转化为电能进行温差发电。
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塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）
赛贝克效应简介
1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。
这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。
例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2mV的温差电动势产生。
温差电池就是利用温度差异，使热能直接转化为电能的装置。
温差电池的材料一般有金属和半导体两种。
用金属制成的电池赛贝克效应较小，常用于测量温度、辐射强度等。
这种电池一般把若干个温差电偶串联起来，把其中一头暴露于热源，另一个接点固定在一个特定温度环境中，这样产生的电动势等于各个电偶之和。
再根据测量的电动势换算成温度或强度。
例如，我们在日常生活中常用它来测量冶炼及热处理炉的高温。
用半导体制成的温差电池赛贝克效应较强，热能转化为电能的效率也较高，因此，可将多个这样的电池组成温差电堆，作为小功率电源。
它的工作原理是，将两种不同类型的热电转换材料N型和P型半导体的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差;如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压,形成一个温差发电机。
温差电技术研究始于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发电。
当时美国能源部的空间与防御动力系统办公室给出鉴定称，“温差发电已被证明为性能可靠，维修少，可在极端恶劣环境下长时间工作的动力技术”。
近几年来，温差发电机不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出了良好的应用前景。
在远程空间探索方面，人们从上个世纪中叶以来不断将目标投向更远的星球，甚至是太阳系以外的远程空间，这些环境中太阳能电池很难发挥作用，而热源稳定，结构紧凑，性能可靠，寿命长的放射性同位素温差发电系统则成为理想的选择。
因为一枚硬币大小的放射性同位素热源，就能提供长达20年以上的连续不断的电能，从而大大减轻了航天器的负载，这项技术已先后在阿波罗登月舱、先锋者、海盗、旅行者、伽利略和尤利西斯号宇宙飞船上得到使用。
此外，据德国《科学画报》杂志报道，来自德国慕尼黑的一家芯片研发企业研究出的这种新型
电池，主要由一个可感应温差的硅芯片构成。
当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时，其内部电子就会产生定向流动，从而产生微电流。
负责研发这种电池的科学家温纳·韦伯介绍说，“只要在人体皮肤与衣服等之间有5℃的温差，就可以利用这种电池为一块普通的腕表提供足够的能量”。
虽然温差发电已有诸多应用,但长久以来受热电转换效率和较大成本的限制,温差电技术向工业和民用产业的普及受到很大制约。
虽然最近几年随着能源与环境危机的日渐突出，以及一批高性能热电转换材料的开发成功，温差电技术的研究又重新成为热点，但突破的希望还是在于转换效率的稳定提高。
可以设想一下，在温差电池技术成熟以后，我们的手机、笔记本电脑电池就可以利用身体与外界的温度差发电，而大大延长其使用时间。
塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）
1821年，德国入赛贝克发现了当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温度，则在导体中产一个温差电动势：
V=a△T
式中:V为温差电动势
a为温差电动势率(赛贝克系数)
△T为接点之间的温差
1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。
这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。
例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2毫伏的温差电动势产生。
塞贝克效应用途很广泛，在生产、科学研究及日常生活中温差电偶常被用来测量温度（如冶炼及热处理炉的高温）、辐射强度、电流等物理量。
如果把若干个温差电偶串联起来，把奇数点接头暴露于热源，偶数接点固定在一个特定温度环境中。
这样产生的电动势等于各个电偶之和。
这种装置叫做温差电堆。
把奇数接头涂黑，借以完全吸收外来的辐射（可见光、红外线等），温差堆的另一端（偶数接头处）保持一定温度，在辐射的作用下，涂黑的一端接收了辐射而温度升高，从而产生温差电动势。
建立起温差电动势与辐射强度的对应关系，那么就可以利用温度差电堆来测量辐射强度。
如果把这种装置放在真空中，会提高它的灵敏度。
如果把很多温差电偶适当联接起来，就能构成一个能产生几伏特电动势和几安培电流的电池组。
但是这种电池组的效率是很低的，温差电池组是消耗热能而产生电流的，其最高效率仅为0.1％，所以不能用来做电源。
现代用半导体教材制成的温差电偶的串联起来，可以组成能供应较大电流和电压的半导体温差发电机，足够满足收音机和小型电子设备的需要，有很大实用价值。
1834年珀耳贴(Peltier)发现了塞贝克效应的逆效应，当电流通过由两种不同金属相接而成的导体时，在两种金属导体上除了产生与电流方向完全无关的焦耳热以外，还在接触点发生与电流方向有关的热量的放出或吸收。
这种由于电流通过不同导体的接触点而发生放热或吸热的现象称为帕尔效应。
用半导体制成的帕尔贴效应装置具有广阔的应用前景。
把温差电堆的冷接点放在冰箱内，热接点放在箱外，并通过一定电流，则内部冷接点吸收热量再由外部热点放出。
这样做成的致冷器可以获得105℃的温度差，而且具有耗电省，寿命长、易控制、无污染等优点。
如果使电流反向，结果则相反，外部接点变冷，内部接点变热。
珀尔帖效应（PELTIER EFFECT）
一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Qπ 为放热或吸热功率
π为比例系数，称为珀尔帖系数
I为工作电流
a为温差电动势率
Tc为冷接点温度
汤姆逊效应（THOMSON EFFECT）
当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为△T的导体两点之间，其放热量或吸热量为：
Qτ=τ.I.△T
Qτ为放热或吸热功率
τ为汤姆逊系数
I为工作电流
△T为温度梯度
以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的致冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差致冷中半导体材料的一种主要成份。
约飞的理论得到实践应用后，有众多的学者进行研究到六十年代半导体致冷材
料的优值系数，才达到相当水平，得到大规模的应用，也就是我们现在的半导体致冷器件。
中国在半导体致冷技术开始于50年代末60年代初，当时在国际上也是比较早的研究单位之一，60年代中期，半导体材料的性能达到了国际水平，60年代末至80年代初是我国半导体致冷器技术发展的一个台阶。
在此期间，一方面半导体致冷材料的优值系数提高，另一方面拓宽其应用领域。
中国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力，获得了半导体致冷器，因而才有了现在的半导体致冷器的生产及其两次产品的开发和应用。
致冷器的技术应用
半导体致冷器作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：
1、不需要任何致冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体器件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。
2、半导体致冷器具有两种功能，既能致冷，又能加热，致冷效率一般不高，但致热效率很高，永远大于1。
因此使用一个器件就可以代替分立的加热系统和致冷系统。
3、半导体致冷器是电流换能型器件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。
4、半导体致冷器热惯性非常小，致冷致热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，致冷器就能达到最大温差。
5、半导体致冷器的反向使用就是温差发电，半导体致冷器一般适用于中低温区发。