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热电效应是一个现代术语，指受热物体中的电子空穴随着温度梯度从高温区移动到低温区时发生电流或电荷积累的现象。
基本信息
中文名称热电效应外文名称热电效应物体受热物体中的电子
生化反应
热电效应
明矾石六方晶系KAl3-OH,6-SO4,2是一种含有氢氧化物的钾、钠、铝硫酸盐矿物。其解理面具有珍珠光泽，其余表面具有玻璃光泽。硬度3-5~4，条痕白色，比重2-58~2-75，灰、白、微黄、微红等颜色。具有很强的热电效应，不溶于水，几乎不溶于盐酸、硝酸、氢氟酸和氨水，但能溶于强碱、硫酸或高氯酸。明矾石是一种不规则的矿床和矿脉。大屯山火山的明矾石结晶成细粒，与石英、蛋白石和粘土矿物共存。有的形成矿脉，有的取代安山岩中的基质和晶体。金瓜石明矾石以粒状或鳞片状产于矿床及变质围岩中。它是明矾和硫酸钾的来源。还可用于精炼铝和造纸、食品加工、净水器、染料等用途。空气负离子技术。
选用具有明显热电效应的稀有矿物石为原料，添加到墙体材料中。当与空气接触时，它们可以极化并向外排出，从而净化室内空气。
美国科学家发现，鲨鱼鼻子里的一种胶体可以将海水温度的变化转化为电信号，传输到神经细胞，让鲨鱼能够感知细微的温度变化，准确地寻找食物。科学家推测，类似的胶体可能存在于其他动物体内。这种因温差而产生电流的特性
热电效应
与半导体材料的热电效应类似，人工合成的这种胶体有望在微电子行业得到应用。美国旧金山大学的一位科学家在1月30日发表的英国《自然》杂志上报道，他从鲨鱼鼻子的皮肤毛孔中提取了一种类似于普通明胶的胶体，发现它对温度非常敏感。0-1摄氏度的温度变化将引起电压的显着变化。
鲨鱼鼻子皮肤上的微小毛孔充满了对电流非常敏感的神经细胞。海水温度的变化使胶体中产生电流，刺激神经，让鲨鱼感受到温差。科学家认为，在这种胶体的帮助下，鲨鱼可以感知0-001摄氏度的温度变化，这有利于它们在海水中觅食。哺乳动物通过细胞表面的离子通道感知温度外界温度的变化导致带电离子进出通道，产生电流并刺激神经，使动物能够感知冷和热。与哺乳动物不同，鲨鱼使用胶体来感知温度变化，而不需要离子通道。
热电制冷又称热电制冷、半导体制冷，是一种利用热电效应的制冷方法。1834年，法国物理学家珀尔帖在铜线的两端各连接了一条铋线。将两根铋线分别连接到直流电源的正负极后，他发现一个连接器变热，另一个连接器也变热。变冷。这表明，当直流电流通过由两种不同材料组成的电路时，两个接头处会发生吸热和放热。这是热电制冷的基础。
热电制冷
热电效应
具有高热电势的半导体材料可成功用于制造小型热电冷却器。图1所示为由N型半导体和P型半导体组成的热电偶制冷元件。用铜板和铜线将N型半导体和P型半导体连接成回路。铜板和铜线仅起到导电作用。此时，一个触点变热，一个触点变冷。如果电流方向相反，则结处的热效应和冷效应是相反的。
热电制冷机的制冷量一般很小，不适合大规模使用和大制冷量。但由于其灵活性强、简单、方便、冷热切换容易，非常适合微制冷领域或有特殊要求的寒冷场所。热电制冷的理论基础是固体的热电效应。当没有外部磁场时，包括热传导、焦耳热损失、塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应五种效应。影响。
一般空调、冰箱均采用氯化氟作为制冷剂，造成臭氧层的破坏。因此，无制冷剂冰箱空调是环境保护的一个重要因素。利用半导体的热电效应，可以建造无制冷剂的冰箱。这种发电方式直接将热能转化为电能，其转化效率受到热力学第二定律即Carnotefficiency的。塞贝克效应早在1822年就被发现了，因此热电效应也称为塞贝克效应。-热电现象如图所示-
它不仅与两个结点的温度有关，还与所用导体的性能有关。这种发电方式的优点是没有旋转机械部件，不会有磨损，因此可以长期使用。然而，为了实现高效率，需要非常高温的热源。有时会使用多层热电材料的堆叠（级联或分级）。实现高效率的结果——
汤姆逊效应
热电效应
威廉汤姆森1824年出生于爱尔兰。他的父亲詹姆斯是贝尔法斯特皇家学院的数学教授。后来他在格拉斯哥大学任教。威廉8岁时，全家搬到了苏格兰格拉斯哥。汤姆森十岁进入格拉斯哥大学，14岁左右开始学习大学水平的课程。15岁时，他因一篇题为《地的形状》的文章获得了该大学的金。汤姆森后来前往剑桥大学学习，并以年级第二名的成绩毕业。毕业后，他前往巴黎，在雷诺公司的指导下进行了一年的实验研究。1846年，汤姆森回到格拉斯哥大学担任自然哲学（现为物理学）教授，直至1899年退休。
汤姆森在格拉斯哥大学建立了第一个现代物理实验室；24岁出版热力学专着，建立了温度的“绝对热力学温标”；27岁出版《热力学理论》一书，建立热力学第二定律。使其成为物理的基本定律；与焦耳共同发现气体扩散中的焦耳-汤姆逊效应；历经9年，在欧洲和美国之间修建了永久大西洋海底电缆，从而赢得了“开尔文勋爵”的崇高称号。
汤姆森一生的研究范围相当广泛。他在数学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地科学方面做出了重大贡献。抛开这个，我们回到“汤姆逊效应”的话题。在介绍汤姆逊效应之前，我先介绍一下前人所做的工作。
1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同金属组成的闭合回路中，当两个触点处的温度不同时，回路中就会产生电势，这就是所谓的“塞贝克效应”。1834年，法国实验科学家珀尔帖发现了它的相反效应两种不同的金属形成一个闭环。当回路中有直流电流时，两接头之间会产生温差。这就是所谓的珀耳帖效应。1837年，俄国物理学家冷子发现电流的方向决定了是吸收还是产生热量。产生的热量与电流的大小成正比。
1856年，汤姆逊利用他创造的热力学原理对塞贝克效应和珀耳帖效应进行了综合分析，并建立了原本互不相关的塞贝克系数和珀耳帖系数之间的联系。汤姆森认为，在绝对零时，珀耳帖系数和塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他从理论上预测了一种新的热电效应，即当电流流过温度不均匀的导体时，导体除了产生不可逆的焦耳热外，还会吸收或释放一定的热量。或者相反，当金属棒的两端温度不同时，金属棒上就会产生电势差。这种现象后来被称为汤姆逊效应，成为继塞贝克效应和珀耳帖效应之后的第三种热电效应。
汤姆逊效应是导体两端存在温差时产生电势的现象。珀耳帖效应是带电导体两端产生温差的现象。两者结合起来就构成了塞贝克效应。汤姆逊效应的物理解释是当金属内温度不均匀时，高温下的自由电子比低温下的自由电子具有更大的动能。像气体一样，当温度不均匀时会发生热扩散，于是自由电子从高温端扩散到低温端并在低温端聚集，从而在导体中形成电场并引起电势差在金属棒的两端。自由电子的这种扩散一直持续到电场力对电子的影响被电子的热扩散所平衡为止。
由于汤姆逊效应产生的电压极弱，目前尚未发现实际应用。查找资料时，我发现除了威廉汤姆森之外，还有一位同名的英国物理学家约瑟夫汤姆森证明了阴极射线实际上是电子束。
珀耳帖效应
热电效应
两种不同的金属形成一个闭环。当回路中有直流电流时，两接头之间会产生温差。这就是珀耳帖效应。也许你还记得之前介绍过的塞贝克效应。珀耳帖效应可以看作是塞贝克效应的相反效应。通常将塞贝克效应称为第一热电效应，将珀耳帖效应称为第二热电效应，将稍后介绍的汤姆逊效应称为第三热电效应。
珀尔帖效应是由法国科学家珀尔帖于1834年发现的。因此，当提到珀尔帖的名字时，人们很容易将他与珀尔帖效应联系起来，误认为他是一位物理学家。事实上，他充其量只是一名业余物理学家。
珀尔帖出生于法国索姆。他原本是一名钟表匠。30岁的时候他放弃了这个职业，全身心投入到实验和科学观察领域。在他撰写的大量论文中，大部分是关于自然现象的观察，如天空闪电、龙卷风、天蓝色测量和光偏振、形水温、极地沸点等。也有少数关于自然现象的论文。历史。1837年，俄国物理学家冷子发现电流的方向决定了是吸收还是产生热量。产生的热量与电流的大小成正比。该比例系数称为“珀耳帖系数”。
Q=I=aTcI，其中=aTc
式中Q——放热或吸热功率
——比例系数，称为珀耳帖系数
I——工作电流
a——温差电动势率
TC——冷端温度
由于金属半导体的珀耳帖效应非常弱，珀耳帖效应的发现一百多年来一直没有应用于实际应用。直到20世纪90年代，前苏联科学家约菲的研究表明，以碲化铋为基础的化合物是最好的热电半导体材料，从而出现了实用的半导体电子制冷元件——热电制冷器。
热电冷却器
热电效应
TEC套件可用作CPU和GPU的散热器。与风冷、水冷相比，半导体制冷芯片具有以下优点可以将温度降低到室温以下；精确的温度控制；高可靠性；无运转噪音。
TEC的基本工作过程当N型半导体和P型半导体形成电偶时，只要将直流电源接入电偶回路，电流就会流过电偶，从而发生能量传递。在一个结处释放热量，而在另一结处相反地吸收热量。珀耳帖效应的物理解释是电荷载流子在导体中移动形成电流。由于载流子在不同材料中处于不同的能级，当它从高能级移动到低能级时，会释放多余的能量；相反，当它从低能级移动到高能级时，它会吸收外界的能量。能量在两种材料之间的界面处以热的形式被吸收或释放。
在TEC制冷芯片中，半导体通过金属导板连接形成回路。当电流从N流过P时，电场使N中的电子和P中的空穴沿相反方向流动。它们产生的能量来自晶格的热能。结果，热量在导流板处被吸收，并在另一端被释放，从而产生温差。珀尔帖模块，也称为热泵，可用于加热和冷却。半导体制冷芯片是一种传热工具。只要热端温度高于一定温度，半导体制冷机就会开始工作，逐渐平衡热端和冷端的温度，从而达到制冷效果。
热电制冷又称热电制冷、半导体制冷，是一种利用热电效应的制冷方法。
1834年，法国物理学家珀尔帖在铜线的两端各连接了一条铋线。将两根铋线分别连接到直流电源的正负极后，他发现一个连接器变热，另一个连接器也变热。变冷。这表明，当直流电流通过由两种不同材料组成的电路时，两个接头处会发生吸热和放热。这是热电制冷的基础。
具有高热电势的半导体材料可成功用于制造小型热电冷却器。热电偶制冷元件由型半导体和P型半导体组成。用铜板和铜线将N型半导体和P型半导体连接成回路。铜板和铜线仅起到导电作用。此时，一个触点变热，一个触点变冷。如果电流方向相反，则结处的热效应和冷效应是相反的。
热电制冷机的制冷量一般很小，不适合大规模使用和大制冷量。但由于其灵活性强、简单、方便、冷热切换容易，非常适合微制冷领域或有特殊要求的寒冷场所。
发现历史
热电效应
托马斯约翰塞贝克(ThomasJohnSeebeck)1770年出生于塔林。塞贝克的父亲是瑞典裔德国人，也许正因为如此，他鼓励儿子在他曾就读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。由于他选择了实验医学物理学，并且一生大部分时间从事物理学的教育和研究，所以人们通常认为他是一位物理学家。
毕业后，塞贝克进入耶拿大学，在那里他结识了歌德。塞贝克深受德国浪漫主义运动和歌德反对牛顿光与色理论的影响。此后，他与歌德长期从事光色效果的理论研究。塞贝克的研究重点是太阳光谱。1806年，他揭示了热和化学对太阳光谱中不同颜色的影响。1808年，他获得了第一个氨和氧化汞的化合物。1812年，当要塞刚刚建成时
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