Фізична і математична модель термоелемента Нернста- Еттінгсгаузена

При наявності градієнта температури та магнітного поля мають місце поперечний і поздовжній ефекти Нернста-Еттінгсгаузена.

У випадку поперечного ефекту Нернста-Еттінгсгаузена вздовж осі у виникає електричне поле , що перпендикулярне прикладеному градієнту і магнітному полю . Напруженість поперечного поля Нернста-Еттінгсгаузена визначається виразом

, (4.1.1)

ЕРС поперечного ефекта Нернста-Еттінгсгаузена визначається співвідношенням:

(4.1.2)

У випадку повздовжнього ефекту Нернста-Еттінгсгаузена в зразку в якому маємо градієнт і магнітне поле () вздовж градієнта температури виникає електричне поле додаткове до існуючого у відсутності магнітного поля термоелектричного поля.

Рис. 11. Схема термоелемента Нернста-Еттінгсгаузена

Внаслідок цього між гранями, що перпендикулярні градієнту температур виникає окрім повздовжньої ЕРС Зеебека додаткова ЕРС Нернста-Еттінгсгаузена, що визначається

.(4.1.3)

З (4.1.3) видно (див. [2] с. 39 та [13]).

. (4.1.4)

При проектуванні термоелектричних приладів на основі ефекту Нернста-Еттінгсгаузена важливі дослідження [17–19].

Висновок:

Було проведено ознайомлення з текстовими редакторами ABBYY FineReader та Microsoft office word.

Були наведені схеми найпростіших моделей термоелемента Нернста-Еттінгсгаузена, а також дослідження параметрів термоелемента Нернста-Еттінгсгаузена.Результати дослідження наведені для середньої температури 400 К при магнітній індукції приблизно 1 Тл. Найефективнішим матеріалом для термоелементів Нернста-Еттінгсгаузена є InSb. ККД виготовлених з нього генераторів може досягати 2-2, 5% при індукції 1Тл і густині енергії 20-22Вт/см². Такі термоелементи, звичайно, не можуть конкурувати із термоелектричними по ККД, проте в деяких випадках, коли суттєвою є швидкодія чи необхідна підвищена напруга їх використання оправдане.

Проведено пошук та опрацювання літератури по термоелементах Нернста-Еттінгсгаузена.

Проведено ознайомлення з графічними редакторами Adobe Photoshop і Corel draw.

Запропоновано фізичну модель термоелемента Нернста-Еттінгсгаузена прямокутної форми.

Список літератури:

1. Самойлович А.Г, Коренблит Л.Л. Современное состояние теории термоэлектрических и термомагнитных явлений в полупроводниках //УФН. – 1953. – Т. 49, № 2. – С. 243–272.

2. Анатычук. Л.И. „Термоелементы и термоелектрические устройства” Киев, „Наукова думка”, 1979. 766 с.

3. Самойлович А.Г. Термоэлектрические и термомагнитные методы превращения энергии. – Черновцы: Рута, 2006.– 226 с.

4. Осипов Э.В., Варич Н.И., Микитей П.П. Исследования эффекта Эттингсгаузена в монокристалах Bi_1-xSb_x. – ФТП, 1971, 5, №11, с.2202 – 2204.

5. Анатычук. Л.И. „Термоэлетричество. Т.2. Термоэлектрические пребразователи энергии”. Киев, Черновцы: „Наукова думка”, 2003. – 386 с.

6. Onsager L. Reciprocal Relations in Irreversible Processes. I.//Phys. Rev. – 1931. – V. 37, No 4. – 405–426.

7. Onsager L. Reciprocal Relations in Irreversible Processes. II.//Phys. Rev. – 1931. – V. 38, No 12. – 2265–2279.

8. Nakamura H., Ikeda K., Yamaguchi S. Transport coefficients of InSb in a strong magnetic field. // XVIth international conference on thermoelectrics, – Dresden, Germany. – 1997. – P. 142–146.

9. Анатичук Л.І., Лусте О.Я., Федорук Я.Г., Шинкарук С.М. Вихрові термоелектричні струми в гіротропному середовищі з радіальним розподілом температури // Термоелектрика. – 2004. – № 1. – С. 19-24.

10. Лусте О. Я., Федорук Я. Г. Гіротропний термоелемент в неодно-рідному магнітному полі//Термоелектрика. – 2006. – №1. – С. 16–22.

11. Лусте О. Я., Федорук Я. Г. Оптимізація матеріалів для гіротропних термоелементів//Термоелектрика. – 2008. – №4. – С. 21–26.

12. Алієв С.А., Алієв М.И., Агаєв З.Ф., Арасли Д.Г. Матеріал для холодильника Еттінсгаузена. Авт. свід. №828269, 1981.

13. Алієв С.А., Зульфігаров Э.И. Термомагнітні та термоелектричні явища в науці та техніці. – Баку. – «ЕЛМ». – 2009. – 325 с.

14. Агаєв З. Ф., Арасли Д. Г., Алиєв С. А. Термомагнітний перетворювач ІЧ-випромінювання. – Проблеми енергетики. – 2003. – № 3. – С. 12-21.

15. Немов С.А., Прошин В.І., Тарантасов Г.Л., Парфен’єв Р.В., Шамшур Д.В., Черняев А.В. Поперечний ефект Нернста-Еттінгсгаузена, резонансне розсіяння та надпровідність у SnTe: In. – Фізика твердого тіла. – 2009. – Т. 51. – № 1. – С. 461-464.

16. Harman T.G., Honig J.M. Thermoelectric and thermomagnetic effects and applications. – New York, Mc. Graw – Hill, 1967. – 377 p.

17. Nakamura H., Ikeda K. and Yamaguchi S. Transport coefficients of InSb in a strong magnetic field //Research report. NIFS series, Nagoya, Japan (1998). –23 p.

18. Hiroaki Nakamura, Kazuaki Ikeda, Satarou Yamaguchi. Transport coefficients of InSb in a strong magnetic field.// Proceedings of XVI International conference on Thermoelectrics. – Dresden (Germany). August 26-29, 1997. – P. 142-146

19. Nakamura H., Ikeda K. and Yamaguchi S. Physical model of Nernst element//The XVII International Conference on Thermoelectrics, Nagoya, Japan (1998). – arXiv: cond-mat/9806296v1, 4 p.

20. О.Я.Лусте, Я.Г.Федорук.Оптимізація матеріалів для гіротропних термоелементів.//Термоелектрика. – 2008. – №4

21. Глухов К Е., Хархаліс Л.Ю., Шнайдер М..Анізотропія фізичних параметрів у твердих розчинах CdSb-ZnSb..//Термоелектрика. – 2010. – №2