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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:1769

塞(sai)貝(bei)克系數(Seebeck Coefficient)也(ye)稱(cheng)為熱(re)電(dian)(dian)偶效(xiao)應(ying)或(huo)(huo)Seebeck效(xiao)應(ying),是(shi)(shi)指兩種不(bu)同導體(ti)(或(huo)(huo)半導體(ti))材(cai)料(liao)在一(yi)定(ding)溫差下產(chan)生(sheng)(sheng)熱(re)電(dian)(dian)動勢的現象。塞貝克(ke)系數是(shi)(shi)研究熱(re)電(dian)(dian)材(cai)料(liao)(將熱(re)能轉化為電(dian)(dian)能的材(cai)料(liao))非常重(zhong)要的一(yi)個參數,它(ta)用來衡量(liang)材(cai)料(liao)在一(yi)定(ding)溫差下產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)電(dian)(dian)壓。

 


塞貝克(ke)系(xi)數的(de)測量方法有(you)很多種(zhong),其中(zhong)一(yi)種(zhong)常(chang)用的(de)方法是(shi)恒(heng)流法。首(shou)先(xian)準備(bei)一(yi)個熱(re)電偶(ou),它由(you)兩種(zhong)不同材料的(de)導(dao)線組成(cheng)。然后(hou)將(jiang)熱(re)電偶(ou)的(de)其中(zhong)一(yi)個節(jie)點(dian)保持在恒(heng)定的(de)高溫T1,而(er)另一個節點保持(chi)在低溫(wen)T2(不同于T1),使熱(re)電偶產(chan)生熱(re)電動勢(熱(re)電壓)。通過(guo)測量恒流(liu)狀態下的電壓值(zhi)V以及溫(wen)差ΔT,可以計算出塞貝(bei)克系(xi)數:

 

S = V / ΔT。

 


另外,還(huan)有一些其他的(de)測量方(fang)(fang)法(fa)(fa)如閉(bi)環(huan)法(fa)(fa)、開(kai)路法(fa)(fa)等,各種方(fang)(fang)法(fa)(fa)都有其優缺點(dian),具體選(xuan)擇哪(na)種方(fang)(fang)法(fa)(fa)取決于(yu)實際的(de)測試環(huan)境和需(xu)求。

解釋塞貝克系數(shu)測(ce)量(liang)原理。

塞貝克系(xi)數(也稱為Seebeck系(xi)數(shu))是一(yi)(yi)個描述一(yi)(yi)個材(cai)料熱電(dian)效應(ying)特性的參數(shu),具體地說,它表(biao)示了(le)一(yi)(yi)個材(cai)料中的電(dian)流與橫(heng)向(xiang)溫差將產(chan)生(sheng)的電(dian)壓之間(jian)的關系(xi)。測(ce)量塞貝(bei)克系(xi)數(shu)的原理主要基于(yu)Seebeck效應(ying)。Seebeck效應(ying)是指在一(yi)(yi)種導(dao)(dao)體材(cai)料中,當兩個不同導(dao)(dao)體之間(jian)有一(yi)(yi)個溫差時,將產(chan)生(sheng)一(yi)(yi)個電(dian)壓。

 


測量塞貝(bei)克系數的實驗裝(zhuang)置通常包(bao)括以(yi)下部分:

1. 絕熱(re)材料底(di)座:確保測試樣品的溫度穩定。

2. 樣品(pin)夾持器(qi):保持測試樣品(pin)的固定。

3. 加熱器(qi):用(yong)于(yu)在(zai)樣品的一端創(chuang)建溫差,從而在(zai)樣品中產生Seebeck電壓。

4. 冷卻器(qi):在(zai)樣品的(de)另一(yi)端保持較低的(de)溫度。

5. 熱電偶(ou):用于測量樣品(pin)兩(liang)端的溫差。

6. 電壓測(ce)量儀器(qi):用于(yu)測(ce)量生成的Seebeck電壓。

 


   在測量過程中,首先將測試樣品(pin)固定在夾持器(qi)中,然后通過在樣品(pin)的(de)(de)一(yi)端加熱和(he)在另一(yi)端冷卻來創建穩定的(de)(de)溫差。Seebeck電壓(ya)將在樣品兩(liang)端形(xing)成,然后(hou)可(ke)以使用電壓(ya)測(ce)量(liang)(liang)儀器將其測(ce)量(liang)(liang)出來(lai)。計算塞(sai)貝克系數所需的公式是:

 


Seebeck系數 = (產生的電壓) / (熱電偶測量的溫差(cha))

 


通過測量此特定溫差下生(sheng)成的(de)Seebeck電(dian)壓(ya),我(wo)們可以計算出材料的塞貝克系(xi)數。