热电动势（thermo-EMF）及其在技术上的应用

热电动势是在由串联连接的不均匀导体组成的电路中产生的电动势。

最简单的电路由一个导体 1 和两个相同的导体 2 组成，它们之间的接触保持在不同的温度 T1 和 T2，如图所示。

由于导线 1 两端的温差，热结附近电荷载流子的平均动能大于冷结附近的电荷载流子。载流子从热接触扩散到冷接触，冷接触获得一个电位，其符号由载流子的符号决定。类似的过程发生在链条第二部分的分支中。这些电势之间的差异是热电动势。

在闭合电路中接触的相同温度的金属线， 接触电位差 在它们之间的边界处，它不会在电路中产生任何电流，而只会平衡相反方向的电子流。

计算触点间电位差的代数和，很容易理解为零。因此，在这种情况下，电路中将没有 EMF。但是如果接触温度不同呢？假设触点 C 和 D 处于不同温度。然后怎样呢？我们首先假设金属 B 的电子功函数小于金属 A 的功函数。

让我们看看这种情况。让我们加热接触 D——来自金属 B 的电子将开始转移到金属 A，因为实际上结 D 处的接触电势差会由于对其的热效应而增加。之所以会发生这种情况，是因为金属 A 中接触 D 附近有更多的活性电子，现在它们会冲向化合物 B。

化合物 C 附近电子浓度的增加启动了它们通过接触 C 从金属 A 到金属 B 的运动。在这里，电子将沿着金属 B 移动到接触 D。如果化合物 D 的温度相对于接触继续升高C，然后在这个闭合电路中，电子的定向运动将保持逆时针 - 将出现 EMF 存在的图像。

在这种由不同金属组成的闭合电路中，由于接触温度不同而产生的电动势称为热电动势或热电动势。

热电动势与两个触点之间的温差成正比，并取决于构成电路的金属类型。这种电路中的电能实际上来源于保持触点之间温差的热源的内能。当然，这种方法得到的电动势极小，在金属中以微伏为单位，接触温度相差1度，最大为几十微伏。

对于半导体，事实证明热电动势更大，对于它们来说，它达到每度温差几伏特，因为半导体本身的电子浓度在很大程度上取决于它们的温度。

对于电子温度测量，使用 热电偶（热电偶）根据热电动势测量原理工作。热电偶由两种不同的金属组成，它们的末端焊接在一起。通过保持两个触点（结和自由端）之间的温差，可以测量热电动势。自由端在这里起到第二个触点的作用。设备的测量电路连接到两端。

针对不同的温度范围选择不同的金属热电偶，并借助它们的帮助在科学和技术上测量温度。

超精密温度计是在热电偶的基础上制成的。在热电偶的帮助下，可以高精度地测量极低和极高的温度。此外，测量的准确性最终取决于测量热电动势的电压表的准确性。

该图显示了具有两个结点的热电偶。一个结点浸没在融化的雪中，另一个结点的温度使用带有度数校准刻度的电压表来确定。为了提高这种温度计的灵敏度，有时将热电偶连接到电池。即使是非常微弱的辐射能通量（例如来自遥远的恒星）也可以用这种方式测量。

对于实际测量，最常用的是铁-康铜、铜-康铜、铬-镍等。至于高温，他们求助于铂及其合金的蒸汽——耐火材料。

热电偶的应用被广泛接受 在自动温度控制系统中 在许多现代工业中，因为热电偶信号是电信号，可以很容易地被调节特定加热设备功率的电子设备解读。

与这种热电效应（称为塞贝克效应）相反的效应，包括在加热一个触点的同时冷却另一个触点，同时使直流电流通过电路，称为珀耳帖效应。

这两种效应都用于热电发电机和热电冰箱。有关更多详细信息，请参见此处：Seebeck、Peltier 和 Thomson 热电效应及其应用