Seebeck、Peltier 和 Thomson 热电效应

热电冰箱和发电机的运行基于热电现象。其中包括 Seebeck、Peltier 和 Thomson 效应。这些影响既与热能转化为电能有关，也与电能转化为冷能有关。

电线的热电特性是由于热量和电流之间的联系：

• 塞贝克效应——涌现 热电动势 在一连串不均匀的电线中，其各部分的温度不同；
• 珀耳帖效应——当直流电流通过两个不同导体时，它们在接触时吸收或释放热量；
• 汤姆逊效应——当导体通过极点时吸收或释放热量（超焦耳），存在温度梯度的电流。

Seebeck、Peltier 和 Thompson 效应属于动力学现象。它们与电荷和能量的运动过程有关，因此常被称为转移现象。晶体中电荷和能量的定向流动是由外力产生和维持的：电场、温度梯度。

粒子的定向流动（特别是电荷载流子 - 电子和空穴) 也发生在这些粒子的浓度梯度存在的情况下。磁场本身不会产生定向的电荷或能量流，但它会影响其他外部影响产生的流动。

塞别科夫效应

塞贝克效应是，如果在由多个不同导体组成的开路电路中，一个触点保持温度 T1（热端），另一个保持温度 T2（冷端），则在 T1 不等于 T2 的条件下两端的热电动势 E 出现在电路上。当触点闭合时，电路中出现电流。

塞别科夫效应：

在导体中存在温度梯度的情况下，电荷载流子的热扩散流动发生从热端到冷端。如果电路开路，则载流子会在冷端积聚，如果这些是电子，则载流子带负电，如果是空穴传导，则载流子带正电。在这种情况下，未补偿的离子电荷保留在热端。

由此产生的电场减慢了载流子向冷端的运动，并加速了载流子向热端的运动。温度梯度形成的非平衡分布函数在电场的作用下发生偏移并发生一定程度的变形。所得分布使得电流为零。电场强度与引起它的温度梯度成正比。

比例因子的值及其符号取决于材料的特性。只有在由不同材料组成的电路中才能检测塞贝克电场和测量热电​​动势。潜在接触的差异对应于接触材料的化学势差异。

珀耳帖效应

珀耳帖效应是当直流电通过由两个导体或半导体组成的热电偶时，接触点会释放或吸收一定量的热量（取决于电流的方向）。

当电子通过电接触从 p 型材料移动到 n 型材料时，它们必须克服能垒并从晶格（冷结）获取能量才能这样做。相反，当从 n 型材料变为 p 型材料时，电子会向晶格（热结）提供能量。

珀耳帖效应：

汤姆逊效应

汤姆逊效应是指当电流流过其中产生温度梯度的导体或半导体时，除了焦耳热外，还会释放或吸收一定量的热量（取决于电流的方向）。

这种效应的物理原因与自由电子的能量取决于温度这一事实有关。然后电子在热化合物中比在冷化合物中获得更高的能量。自由电子的密度也随着温度的升高而增加，导致电子从热端流向冷端。

正电荷聚集在热端，负电荷聚集在冷端。电荷的重新分布阻止了电子的流动，并且在一定的电位差下，完全停止了它。

上述现象在具有空穴传导的物质中以类似的方式发生，唯一的区别是负电荷聚集在热端，带正电的空穴聚集在冷端。因此，对于具有混合电导率的物质，汤姆逊效应可以忽略不计。

汤姆逊效应：

汤姆逊效应尚未找到实际应用，但可用于确定半导体杂质电导率的类型。

Seebeck 和 Peltier 效应的实际应用

热电现象：Seebeck 和 Peltier 效应——在无机械热电能转换器中找到实际应用—— 热电发电机 (TEG)，在热泵中——冷却装置、恒温器、空调，在测量和控制系统中，如温度传感器、热流（见—— 热电转换器).

热电器件的核心是特殊的半导体元件——换能器（热电偶、热电模块），例如 TEC1-12706。在这里阅读更多： Peltier 元件 - 它是如何工作的以及如何检查和连接