塞貝克效應(yīng)原理

塞貝克效應(yīng)（Seebeck effect）又稱(chēng)作第一熱電效應(yīng)，是指由于兩種不同電導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫度差異而引起兩種物質(zhì)間的電壓差的熱電現(xiàn)象。一般規(guī)定熱電勢(shì)方向?yàn)椋涸跓岫穗娮佑韶?fù)流向正。

在兩種金屬A和B組成的回路中，如果使兩個(gè)接觸點(diǎn)的溫度不同，則在回路中將出現(xiàn)電流，稱(chēng)為熱電流。相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電勢(shì)，其方向取決于溫度梯度的方向。

塞貝克效應(yīng)的成因可以簡(jiǎn)單解釋為在溫度梯度下導(dǎo)體內(nèi)的載流子從熱端向冷端運(yùn)動(dòng)，并在冷端堆積，從而在材料內(nèi)部形成電勢(shì)差，同時(shí)在該電勢(shì)差作用下產(chǎn)生一個(gè)反向電荷流，當(dāng)熱運(yùn)動(dòng)的電荷流與內(nèi)部電場(chǎng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，半導(dǎo)體兩端形成穩(wěn)定的溫差電動(dòng)勢(shì)。半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)較大，可用作溫差發(fā)電器。

塞貝克效應(yīng)的應(yīng)用

塞貝克效應(yīng)發(fā)現(xiàn)之后，人們就為它找到了應(yīng)用場(chǎng)所。利用塞貝克效應(yīng)，可制成溫差電偶（thermocouple，即熱電偶）來(lái)測(cè)量溫度。只要選用適當(dāng)?shù)慕饘僮鳠犭娕疾牧?，就可輕易測(cè)量到從－180℃到+2000℃的溫度，如此寬泛的測(cè)量范圍，令酒精或水銀溫度計(jì)望塵莫及。熱電偶溫度計(jì)，甚至可以測(cè)量高達(dá)+2800℃的溫度！

熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，環(huán)路電壓VOUT為熱結(jié)點(diǎn)結(jié)電壓與冷結(jié)點(diǎn)（參考結(jié)點(diǎn)）結(jié)電壓之差。因?yàn)閂H和VC是由兩個(gè)結(jié)的溫度差產(chǎn)生的，也就是說(shuō)VOUT是溫差的函數(shù)。比例因數(shù)α對(duì)應(yīng)于電壓差與溫差之比，稱(chēng)為Seebeck系數(shù)。

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