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高低溫探針臺-解釋塞貝克系數測量原理及系數

更新時間:2023-05-27點擊次數:2365

塞貝(bei)克系數(Seebeck Coefficient)也稱為(wei)熱(re)(re)電偶效(xiao)應(ying)或(huo)Seebeck效(xiao)應(ying),是指兩種不同(tong)導體(或(huo)半導體)材(cai)(cai)(cai)料(liao)在一(yi)定(ding)溫差下(xia)產生(sheng)熱(re)(re)電動(dong)勢的(de)現象。塞貝克(ke)系數是研究熱(re)(re)電材(cai)(cai)(cai)料(liao)(將熱(re)(re)能(neng)轉化為(wei)電能(neng)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao))非常重要的(de)一(yi)個參數,它用來(lai)衡量材(cai)(cai)(cai)料(liao)在一(yi)定(ding)溫差下(xia)產生(sheng)的(de)熱(re)(re)電壓(ya)。

 


塞貝克系數的測(ce)量方法有很多(duo)種(zhong),其(qi)中一種(zhong)常用的方法是恒(heng)流法。首先準備一個(ge)熱電偶,它由兩種(zhong)不(bu)同材料的導線組成。然后將熱電偶的其(qi)中一個(ge)節(jie)點保持在(zai)恒(heng)定的高溫T1,而(er)另一個(ge)節點保持在低溫(wen)T2(不同于T1),使熱(re)(re)電偶產生熱(re)(re)電動勢(熱(re)(re)電壓)。通過測量恒(heng)流(liu)狀態下的電壓值V以(yi)及溫(wen)差ΔT,可(ke)以(yi)計算出(chu)塞貝克系數:

 

S = V / ΔT。

 


另外,還有(you)一些其他的測(ce)量方(fang)法(fa)如(ru)閉(bi)環法(fa)、開(kai)路法(fa)等(deng),各種方(fang)法(fa)都有(you)其優缺(que)點,具(ju)體選擇哪種方(fang)法(fa)取(qu)決于(yu)實際的測(ce)試環境(jing)和需求。

解釋(shi)塞(sai)貝克系數測量原理。

塞(sai)貝克系(xi)數(也稱為(wei)Seebeck系(xi)數(shu))是一(yi)個(ge)描述一(yi)個(ge)材(cai)料(liao)(liao)熱電效應(ying)特性的(de)(de)參(can)數(shu),具體地說,它表示(shi)了一(yi)個(ge)材(cai)料(liao)(liao)中的(de)(de)電流與(yu)橫向溫差將產生的(de)(de)電壓之(zhi)間(jian)的(de)(de)關系(xi)。測(ce)量塞貝克(ke)系(xi)數(shu)的(de)(de)原理(li)主要基于Seebeck效應(ying)。Seebeck效應(ying)是指(zhi)在一(yi)種導(dao)體材(cai)料(liao)(liao)中,當兩個(ge)不同(tong)導(dao)體之(zhi)間(jian)有一(yi)個(ge)溫差時,將產生一(yi)個(ge)電壓。

 


測量塞貝(bei)克系數的實驗裝置通常包括以下部分:

1. 絕熱材料(liao)底座:確保測試樣品(pin)的溫度穩定。

2. 樣(yang)品(pin)夾持器:保(bao)持測試(shi)樣(yang)品(pin)的固定。

3. 加(jia)熱器:用(yong)于在樣(yang)(yang)品(pin)的(de)一端創(chuang)建溫差(cha),從而在樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)產(chan)生(sheng)Seebeck電壓(ya)。

4. 冷卻器:在(zai)樣品(pin)的另(ling)一端保持較低的溫度。

5. 熱電偶(ou):用于測量(liang)樣(yang)品兩端的溫差。

6. 電(dian)壓(ya)測(ce)(ce)量(liang)儀器:用于測(ce)(ce)量(liang)生(sheng)成的Seebeck電(dian)壓(ya)。

 


   在測量(liang)過(guo)程(cheng)中(zhong),首(shou)先將測試(shi)樣(yang)品固定在夾持器中(zhong),然后通(tong)過(guo)在樣(yang)品的(de)一端加熱和在另一端冷卻來創建(jian)穩(wen)定的(de)溫差(cha)。Seebeck電壓將(jiang)在樣(yang)品(pin)兩(liang)端(duan)形(xing)成,然后可以使用電壓測量(liang)儀器(qi)將(jiang)其測量(liang)出(chu)來。計算塞貝克系數所需的公式是:

 


Seebeck系數 = (產生的電壓(ya)) / (熱(re)電偶測(ce)量的溫(wen)差)

 


通(tong)過測量此特定(ding)溫差(cha)下(xia)生(sheng)成的(de)Seebeck電壓,我們可以計算出材料的塞貝(bei)克系數(shu)。