Peltier效应的物理机制:载流子在两个导体中所具备的能量不同,从高能级向低能级转移时,便会释放出多余能量,表现为接头处温度升高,放出热量;而当载流子从低能级向高能级转移时,由于存在势垒,载流子会吸收晶格热振动能,获得足够能量越过势垒到达另一导体,表现为接头处温度降低,产生吸热现象。
应该注意的是,产生Peltier效应是有前提条件的,即:必须是不同导体构成的回路。文献综述
图1。3 Peltier效应
(3) Thomson效应
如图1。4所示,对存在温度梯度的均匀导体通以电流,导体中除了产生与电阻相关的焦耳热外,还会出现吸放热现象。若电流从T流向T+dT,那么在单位时间、单位体积内吸收的热量为:
aT为Thomson系数,单位为V/K,其值随温度和导体而变。Thomson效应和Peltier效应一样,也是可逆的,如果电流由高温向低温流动,对于aT为正的导体,会放出热量,反之则表现为吸热。
需要注意的是:Seebeck效应和Peltier效应对应的回路是两个不同导体连接形成的,而Thomson效应则是发生在均匀单一的导体中 [13]。Thomson效应的机理与Peltier效应非常相似,不过,后者是载流子在两个导体中所处的能级不同导致能量的吸放,而前者则是温度梯度引起载流子能量差异。
图1。4 Thomson效应
(4) Kelvin关系
Seebeck系数S、Peltier系数和Thomson系数是材料热电性能的重要参数。由热力学定律可以求出三个系数间的关系式,即Kelvin关系式:
从Kelvin关系式可知:如果给出Thomson系数,通过积分即可计算出Seebeck系数,也就可以进一步计算出Peltier系数。可见,S、πab和aT是相互关联的,材料的热电效应是热传导和电传导的可逆和交叉耦合关系。
利用磁性离子优化钴基氧化物热电性能研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_145613.html