Obrázek ukazuje schematické diagramy tří hlavních efektů v našem termoelektrickém poli: jsou to Seebeckův jev, Peltierův jev a Thomsonův jev. Tentokrát se podíváme na Williama Thomsona a jeho velký objev – Thomsonův efekt.
William Thomson se narodil v Irsku v roce 1824. Jeho otec James byl profesorem matematiky na Royal College Belfast. Později, když vyučoval na University of Glasgow, se jeho rodina přestěhovala do Glasgow ve Skotsku, když bylo Williamovi osm let. Thomson nastoupil na University of Glasgow ve věku deseti let (nemusíte se divit, že v té době irské univerzity přijímaly nejtalentovanější studenty základních škol) a kolem 14 let začal studovat kurzy na univerzitní úrovni. V 15 letech získal univerzitní zlatou medaili za článek s názvem „The Shape of the Earth“. Thomson později šel studovat na Cambridge University a promoval jako druhý nejlepší student ve své třídě. Po promoci odjel do Paříže a vedl rok experimentálního výzkumu pod vedením Reného. V roce 1846 se Thomson vrátil na University of Glasgow, aby sloužil jako profesor přírodní filozofie (tj. fyziky) až do svého odchodu do důchodu v roce 1899.
Thomson založil první moderní fyzikální laboratoř na University of Glasgow. Ve věku 24 let publikoval monografii o termodynamice a stanovil "absolutní termodynamickou teplotní stupnici" pro teplotu. Ve věku 27 let publikoval knihu „Teorie termodynamiky“, čímž stanovil druhý termodynamický zákon a učinil z něj základní fyzikální zákon. Společně objevili Joule-Thomsonův efekt během difúze plynu s Joule; Po devíti letech budování trvalého atlantického podmořského kabelu mezi Evropou a Amerikou mu byl udělen šlechtický titul „Lord Kelvin“.
Thomsonův výzkumný záběr byl po celý jeho život poměrně rozsáhlý. Významně přispěl v matematické fyzice, termodynamice, elektromagnetismu, mechanice pružnosti, teorii éteru a vědě o Zemi.
V roce 1856 provedl Thomson komplexní analýzu Seebeckova jevu a Peltierova jevu použitím termodynamických principů, které stanovil, a vytvořil spojení mezi původně nesouvisejícím Seebeckovým koeficientem a Peltierovým koeficientem. Thomson věřil, že při absolutní nule existuje jednoduchý mnohonásobný vztah mezi Peltierovým koeficientem a Seebeckovým koeficientem. Na tomto základě teoreticky předpověděl nový termoelektrický jev, to znamená, že když proud protéká vodičem s nerovnoměrnou teplotou, kromě toho, že generuje nevratné Jouleovo teplo, vodič také absorbuje nebo uvolňuje určité množství tepla (známé jako Thomsonovo teplo). Nebo naopak, když jsou teploty na obou koncích kovové tyče různé, vytvoří se na obou koncích kovové tyče rozdíl elektrického potenciálu. Tento jev byl později nazván Thomsonův jev a stal se třetím termoelektrickým jevem po Seebeckově jevu a Peltierově jevu.
Příběh je u konce. Zde je klíčový bod!
Otázka: Jaké jsou tři hlavní termoelektrické efekty?
Odpověď: Seebeckův jev, také známý jako první termoelektrický jev, se týká termoelektrického jevu způsobeného teplotním rozdílem mezi dvěma různými vodiči nebo polovodiči, jehož výsledkem je rozdíl napětí A mezi dvěma látkami.
Peltierův jev, známý také jako druhý termoelektrický jev, se týká jevu, kdy při průchodu proudu kontaktním bodem tvořeným vodiči A a B dochází kromě Jouleova tepla generovaného proudem procházejícím obvodem také k endotermickému nebo exotermickému jevu v kontaktním bodě. Je to obrácená reakce Seebeckova jevu. Protože teplo Joule je nezávislé na směru proudu, Peltierovo teplo lze měřit přivedením elektřiny dvakrát v opačném směru.
Thomsonův jev, známý také jako třetí termoelektrický jev, byl navržen Thomsonem, aby měl jednoduchý násobný vztah mezi Peltierovým koeficientem a Seebeckovým koeficientem v absolutní nule. Na tomto základě teoreticky předpověděl nový termoelektrický jev, to znamená, že když proud protéká vodičem s nerovnoměrnou teplotou, kromě toho, že generuje nevratné Jouleovo teplo, vodič také absorbuje nebo uvolňuje určité množství tepla (známé jako Thomsonovo teplo). Nebo naopak, když jsou teploty na obou koncích kovové tyče různé, vytvoří se na obou koncích kovové tyče rozdíl elektrického potenciálu.
Otázka: Jaký je vztah mezi těmito třemi termoelektrickými jevy?
Odpověď: Tyto tři termoelektrické jevy mají určité souvislosti: Thomsonův jev je jev, při kterém vzniká elektrický potenciál, když je teplotní rozdíl mezi dvěma konci vodiče; Pellierův jev je jev, kdy mezi dvěma konci nabitého vodiče vzniká teplotní rozdíl (jeden konec generuje teplo a druhý konec teplo absorbuje). Kombinace těchto dvou tvoří Seebeckův efekt.
Souhrnně řečeno, termoelektrický jev se týká jevu, že když existuje teplotní rozdíl v místě kontaktu dvou materiálů, dojde k rozdílu elektrického potenciálu a proudu. Seebeckův jev přeměňuje tepelnou energii na elektrickou energii, Peltierův jev realizuje vzájemnou přeměnu mezi elektrickou a tepelnou energií a Thomsonův jev popisuje tepelný efekt při průchodu proudu materiálem.
X-Zaslouženéje profesionální výrobce a dodavatelTermoelektrické materiály, Termoelektrické chladičeaSestavy termoelektrických chladičův Číně. Vítejte na konzultaci a nákupu.
