Термисторы, термоэлектрические приборы

Термисторы. Терморезистор – это резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.

Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления называются термисторами.

Терморезисторы изготавливают в основном из окислов металлов. Конструктивно они выполняются в виде стрежней, пластин, дисков, шайб и бусинок.

Терморезисторы применяются в качестве датчиков температуры и нелинейных резисторов.

Основные параметры терморезисторов:

- номинальное сопротивление (от нескольких Ом до нескольких кОм) – это сопротивление при определенной температуре (20⁰С);

- температурный коэффициент сопротивления

(-(0,86,0)·10^-2К^-1(TKR=)).

Одной из разновидностей термисторов являются термисторы косвенного подогрева – это термисторы, имеющие дополнительный источник теплоты – подогреватель. В термисторах косвенного подогрева имеются две изолированные друг от друга цепи – управляющая (подогреватель) и управляемая (термистор).

Выпускаются также позисторы – полупроводниковые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Термоэлектрические приборы. Их действие основано на использовании термоэлектрических эффектов Пельтье и Зеебека. Они предназначены для преобразования тепловой энергии в электрическую и получения холода или тепла с использованием электрической энергии.

Эффект Зеебека заключается в том, что в цепи из двух проводников или полупроводников возникает электродвижущая сила, если контакты поддерживаются при резкой температуре. Рис. 1.27. Такую ЭДС называют термо ЭДС.

Термо ЭДС возникает вследствие действия трех факторов:

- образования направленного диффузионного потока носителей при наличии градиента температур,

- изменения положения уровня Ферми с температурой, вследствие наличия температурной зависимости контактной разности потенциалов,

- увлечение носителей заряда фотонами.

Для получения термо ЭДС применяют термоэлементы или термопары, в которых нагревается контакт двух полупроводников n- и p-типов. Чем выше разница температур между «горячим» и «холодным» концами термоэлемента, тем выше термо ЭДС. Термоэлементы могут состоять из двух различных металлов или из металла и полупроводника. Термоэлемент из двух полупроводников позволяет получать наибольшую термо ЭДС до 0,3 В при нагреве до 600 К.

Рис. 1.27

Соединенные последовательно термоэлементы называются термоэлектрогенераторами. Мощность термоэлектрогенераторов составляет от единиц до сотен ватт, КПД – несколько десятков процентов.

Эффект Пельтье состоит в том, что при протекании тока через контакт двух разнородных металлов или полупроводников, этот контакт нагревается или охлаждается в зависимости от направления тока. Если электроны при переходе через контакт повышают свою энергию, то происходит охлаждение контакта. Если они теряют энергию, то происходит нагрев контакта.

На этом эффекте основан принцип действия термоэлектрических холодильников, применяющихся в науке и технике.

Дата добавления: 2014-01-07