Преобразуване на топлинна енергия в електрическа
Директно преобразуване на топлинната енергия в електричествокоето може да се реализира с помощта на явленията в контакта на два металариболов или полупроводници, където действат външни сили, които причиняват дифузия на заредени частици.
Принципът на преобразуване на топлинната енергия в електрическа.
Стойността на контактната потенциална разлика зависи не само от свойствата на контактуващите материали, но и от контактната температура, тъй като енергията на свободните електрони и тяхната концентрация са свързани с температурата.
Като се има предвид затворена верига от два различни метала (фиг. 1а), може да се гарантира, че при една и съща температуракръг от контакти 1 и 2, електрическият ток във веригата няма да работи, тъй като разликите в потенциала на контакта, определени от формулата
и в двата контакта са еднакви, но насочени в противоположни сторони по веригата:
Ако един от контактите, например 1, е нагрят (t1> t2), тогава е равентова ще бъде нарушено - в контакт 1 ще се появи допълнителен потенциален скок, свързан с отоплението. В този случай Uk1> UK2. Във веригата се образува термоелектромоторна сила (термо-едс), чиято абсолютна стойност е пропорционална на температурната разлика на контактите:
където E0 е стойност, която зависи от свойствата на металите, образуващи контакта.
Снимка 1. а) затворена верига от два различни метала, б) верига с термоелектрически измервателен уред. с.
По този начин, термо-е. и т.н. възниква във верига, състояща се от временаметали, при различни температури на ставите.
Термо-е. и т.н. в разглежданата верига, тя се поддържа поради нагряването на кръстовището 1, т.е.при постоянна консумация на топлинна енергия. На свой ред, термо-е. и т.н. причинява електрически ток.
Концентрацията на свободните електрони в металите обаче е висока и се променя много малко при преминаване от един метал в друг. В тази връзка контактната потенциална разлика се оказва незначителнаноа и зависи малко от температурата. Поради тази причина металните термоелементи имат много ниско e. и т.н. (в кръстовището на платина и желязо - 1,9 mV с температурна разлика между горещите и студените връзки от 100 ° C), а ефективността им не надвишава 0,5%. Такива термоелементи се използват за измерване на температури (термодвойки).