CN200956021Y - 一种热电效应实验装置 - Google Patents
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Abstract
热电效应实验装置的电源(1)的输入端A和输出端B分别通过导线(5)与半导体制冷片(3)相连接，冷端载体(2)和热端载体(4)分别用硅胶紧密粘结在半导体制冷片(3)的两面，冷端载体(2)和热端载体(4)上各装有温度计(6)，并将半导体制冷片(3)、冷端载体(2)和热端载体(4)均封闭在绝热仓(7)内。当半导体制冷片(3)上接入外加电压，电能做功，将热量从冷端输运到热端，这就是帕尔帖效应，热端获得的热量等于冷端失去的热量加上电能做的功，满足热力学第一定律，当半导体制冷片(3)两端存在温度差，则会在制冷片两端产生电势差，称之为塞贝克效应，热电效应就是指由电流引起的可逆热效应和由温差引起的电效应。
Description
一、技术领域
本实用新型是用于大学实验教学的验证实验仪器，涉及热力学第一定律与一种利用电热换能方法工作的热电效应实验装置，用于电能与热能的互换。
二、背景技术
1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷；如果改变电流的方向，上述的吸热与发热部位也会随之改变，这就是帕尔帖效应。在由两种不同导体组成的开路中，如果导体的两个接点存在温度差，这开路中将产生电动势，这就是塞贝克效应。热电效应就是指由电流引起的可逆热效应和由温差引起的电效应。
把热能转换为电能的所谓热电效应的发现已有一个半世纪的历史，这是与温度梯度的存在有关的现象，其中最重要的是温差电现象。但是，由于金属的温差电动势很小，只是在用作测量温度的温差电偶方面得到了应用。半导体出现后，发现它能得到比金属大得多的温差电动势，在热能与电能的转换上，可以有较高的效率，因此，在温差发电、温差致冷方面获得了发展。利用金属的塞贝克效应可制成测量温度用的温差电偶。半导体的塞贝克系数很大，可用来制作把热能转变为电能的温差发电器。利用温差电现象，除了能将热能转变为电能外，还可以用外电源产生电流，通过帕耳帖效应制造致冷器，使得一个接头不断吸热而产生低温。在航空航天，军事等领域有广泛的应用前景。
三、发明内容
本实用新型的目的在于提供一种热电效应实验装置，为了使得大学生们对热电效应有更深入的理解。
一种热电效应实验装置，其特征是该装置包括电源(1)、冷端载体(2)、半导体制冷片(3)、热端载体(4)、导线(5)、温度计(6)和绝热仓(7)所组成，其中电源(1)的输入端A和输出端B分别通过导线(5)与半导体制冷片(3)相连接，冷端载体(2)和热端载体(4)分别用导热硅胶紧密粘结在半导体制冷片(3)上下的两个面，冷端载体(2)和热端载体(4)上各装有温度计(6)，并将半导体制冷片(3)、冷端载体(2)和热端载体(4)均封闭在绝热仓(7)内。
上述的冷端载体(2)和热端载体(4)均是用黄铜块制成。
上述半导体冷片(3)是用碲化铋制成。
上述的温度计(6)，其精度为0.1℃的数字显示温度计。
上述的绝热仓(7)是用100mm×100mm×250mm的密闭有机玻璃盒，盒内填充塑料泡沫。
本实用新型实验装置是利用半导体的热电效应实现热能与电能间的相互转换，通过测量相互转换能量的大小，可以验证热力学第一定律，同时，可以使得学生对热电效应有更深入的理解。热电效应实验装置包括电源1、冷端载体2、半导体制冷片3、热端载体4、导线5、温度计6、绝热仓7；其中电源的输入端A与输出端B均直接与半导体制冷片3通过导线5相连接，冷、热端载体分别通过导热硅胶紧密附着在半导体制冷片3的两面，温度计6用来测量冷、热端载体2、4的温度，半导体制冷片3、冷端载体2、热端载体4都封闭在一个绝热仓7内。本实用新型实验装置可以用来验证热力学第一定律与半导体材料的温差电动势率，其实验内容主要有两个方面：(1)电热转换，将电源1的输入端A接在半导体制冷片3上，电能做功，可以将热量从冷端输运到热端，这就是帕尔帖效应，热端获得的热量等于冷端失去的热量加上电能做的功，满足热力学第一定律，即能量守恒定律；(2)热电转换，两端存在温度差的半导体制冷片3会在制冷片两端产生电势差，称之为塞贝克效应，通过测量不同温度差所对应的电势差，可以计算温差电动势率。
有益效果：
本实用新型所提供的热电效应实验装置，可使学生通过实验来验证热力学第一定律；可以观察材料的塞贝克与帕尔帖效应以及测量其温差系数；从而使得大学生们对热电效应有更深入的理解。
四、附图说明
图1是热电效应实验装置的结构示意图。
1-电源，输入端A，输出端B；2-冷端载体；3-半导体制冷片；4-热端载体；5-导线；6-温度计；7-绝热仓。
五、具体实施方式
结合图1对本实验装置作进一步的说明：电源1为12V稳压电源，冷端载体2与热端载体4均为尺寸为40mm×40mm×100mm的黄铜块，半导体制冷片3用半导体材料碲化铋(Bi2Te3)做成，其尺寸为40mm×40mm×3mm，电源1的输入端A和输出端B分别通过导线5与半导体制冷片3相连接，冷端载体2和热端载体4分别用导热硅胶紧密粘结在半导体制冷片碲化铋3的上下两个面，冷端载体2和热端载体4上各装有温度计6，该温度计6的精度为0.1℃的数字显示温度计，冷端载体2、半导体制冷片3与热端载体4均封装在绝热仓7内，该绝热仓是一个尺寸100mm×100mm×250mm的密闭有机玻璃盒，里面填充塑料泡沫用来绝热。当稳压电源为12V时，冷端温度在400s时间内下降6.2℃，热端温度升高8.0℃，改变电压值，可以改变温度变化速度；热端获得的热量等于冷端失去的热量加上电能做的功，满足热力学第一定律。当冷端载体2温度为30.1℃，热端载体4温度为72.2℃时，电源输出端B的电压为1.92V；计算出温差电动势率为0.0513V/℃。
Claims (5)
1、一种热电效应实验装置，其特征是该装置包括电源(1)、冷端载体(2)、半导体制冷片(3)、热端载体(4)、导线(5)、温度计(6)和绝热仓(7)所组成，其中电源(1)的输入端A和输出端B分别通过导线(5)与半导体制冷片(3)相连接，冷端载体(2)和热端载体(4)分别用导热硅胶紧密粘结在半导体制冷片(3)上下的两个面，冷端载体(2)和热端载体(4)上各装有温度计(6)，并将半导体制冷片(3)、冷端载体(2)和热端载体(4)均封闭在绝热仓(7)内。
2、根据权利要求1所述的热电效应实验装置，其特征在于所述的冷端载体(2)和热端载体(4)均是用黄铜块制成。
3、根据权利要求1所述的热电效应实验装置，其特征在于所述半导体冷片(3)是用碲化铋制成。
4、根据权利要求1所述的热电效应实验装置，其特征在于所述的温度计(6)，其精度为0.1℃的数字显示温度计。
5、根据权利要求1所述的热电效应实验装置，其特征在于所述的绝热仓(7)是用100mm×100mm×250mm的密闭有机玻璃盒，盒内填充塑料泡沫。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103196947A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-10 | 上海理工大学 | 一种热电制冷片热电性能的测量装置及方法 |
| CN103512914A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 中国科学院电子学研究所 | 塞贝克系数测量系统 |
| CN104198908A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-10 | 江南大学 | 半导体温差片特性实验仪 |
| CN105355120A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-02-24 | 皖西学院 | 一种热电偶马达演示装置 |
| CN105428153A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-03-23 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种半导体低温热开关 |
| WO2017161699A1 (zh) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 北京小米移动软件有限公司 | 遥控设备 |
| CN107656159A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-02 | 常州工学院 | 新型自动化热电效应测试系统及方法 |
| CN109036034A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-18 | 吴玉珍 | 热机效率力热电综合实验仪 |
| WO2024055203A1 (zh) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 寰宝绿能股份有限公司 | 发电装置及方法 |
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512914B (zh) * | 2012-06-25 | 2016-05-11 | 中国科学院电子学研究所 | 塞贝克系数测量系统 |
| CN103512914A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 中国科学院电子学研究所 | 塞贝克系数测量系统 |
| CN103196947A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-10 | 上海理工大学 | 一种热电制冷片热电性能的测量装置及方法 |
| CN104198908A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-10 | 江南大学 | 半导体温差片特性实验仪 |
| CN108335594A (zh) * | 2015-09-17 | 2018-07-27 | 皖西学院 | 一种具备多环回路结构的马达演示装置 |
| CN105355120B (zh) * | 2015-09-17 | 2018-04-20 | 皖西学院 | 一种热电偶马达演示装置 |
| CN105355120A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-02-24 | 皖西学院 | 一种热电偶马达演示装置 |
| CN108335594B (zh) * | 2015-09-17 | 2019-09-17 | 皖西学院 | 一种具备多环回路结构的马达演示装置 |
| CN105428153A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-03-23 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种半导体低温热开关 |
| WO2017161699A1 (zh) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 北京小米移动软件有限公司 | 遥控设备 |
| CN107656159A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-02 | 常州工学院 | 新型自动化热电效应测试系统及方法 |
| CN109036034A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-18 | 吴玉珍 | 热机效率力热电综合实验仪 |
| WO2024055203A1 (zh) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 寰宝绿能股份有限公司 | 发电装置及方法 |
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