19-mavzu. Metall, vakuum va gazlardagi elektr toki. Reja

Zeebek effekti. Kontaktlari orasida turli temperaturalarga ega bo'lgan, ketma-ket ulangan turli jinsli o'tkazgichlardan iborat bo'lgan berk zanjirda elektr tokini mavjud bo'lishidan iborat.
Zeebek effekti temperaturani o'lchash hamda issiqlikni bevosita elektr energiyaga aylantirish uchun ishlatiladi.
Bu effekt 1821 yilda T. Zeebek tomonidan aniqlangan.
Ulangan joylaridagi temperaturalari T_A (A-kontakt) va T_V (V-kontakt) bo'lgan, ikkita o'tkazgichdan(1 va 2) iborat, berk zanjirni ko'raylik(1-rasm).

1-rasm.
T_A >T_V deb hisoblaymiz. Berilgan zanjirda yuzaga kelayotgan elektr yurituvchi kuch ?, ikkala kontaktdagi potentsiallar sakrashining yig'indisiga teng:

ε =(φ1−φ2)+(φ2−φ1).

Nazariy hisoblashlar shuni ko'rsatdiki, potentsiallar farqi metallardagi erkin elektronlar kontsentratsiyalarining nisbatiga hamda temperaturalariga bog'liq:
ε =( T_A-T_B) (k/e) / ln(n₁/n₂)
Demak, berk zanjirda e.yu.k. vujudga keladi. Uning kattaligi, kontaktlardagi temperaturalar farqiga proportsional. Bu termoelektr yurituvchi kuchidir(t.e.yu.k.).
Zeebek effektini sifat jihatdan quyidagicha tushuntirish mumkin. Termo e.yu.k. ni yuzaga keltiruvchi tashqi kuchlarni kelib chiqishi kinetik. Metall ichidagi elektronlar erkin bo'lgani uchun, ularni biror gaz deb qarash mumkin. Bu gazning bosimi, o'tkazgichning butun uzunligi bo'yicha birday bo'lishi kerak.
Agar o'tkazgichni turli kesimlari turli temperaturalarga ega bo'lsa, bosimni tenglashtirish uchun elektronlar kontsentratsiyasini qayta taqsimlanishi talab qilinadi va bu tokni vujudga keltiradi.
1-chizmadagi I tok yo'nalishi, T_A>T_V va n₁>n₂ holatlarga to'g'ri keladi. Agar kontaktlar temperaturasining farqi oldidagi ishorani o'zgartirsak, u holda tok yo'nalishi qarama-qarshiga o'zgaradi.
Pel`t`e effekti. Pel`t`e effekti deb, kontaktdagi ikkita turli o'tkazgichlarni elektr toki oqayotgan yo'nalishiga qarab, joul issiqligidan tashqari, qo'shimcha issiqlikni sochish yoki yutish hodisasi.
Pel`t`e effekti Zeebek effektiga nisbatan teskari. Agar joul` issiqligi tok kuchini kvadratiga proportsoinal bo'lsa u holda Pel`t`e issiqligi tok kuchining birinchi darajasiga proportsional bo'lib, tokni yo'nalishi o'zgarganda ishorasini o'zgartiradi.

2-rasm.
I΄ tok oqayotgan ikkita turli metall o'tkazgichdan iborat bo'lgan berk zanjirni ko'raylik(2-rasm). Tokni I΄ yo'nalishi I tok yo'nalishi bilan T_V>T_A holat uchun mos tushsin. Zeebek effektida, ancha yuqori temperaturaga ega bo'lgan A kontakt, endi soviydi, V kontakt esa qiziydi.
Pel`t`e kattaligi quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
Q = П I/ t ,
bu yerda, I΄ –tok kuchi, t – tokni o'tkazish vaqti, P –Pel`t`e koeffitsienti bo'lib, kontaktdagi moddalarni tabiati va temperaturasiga bog'liq.
A va В nuqtalarda kontakt potentsiallar farqi mavjud bo'lganligi uchun E_r kuchlanganlikka ega bo'lgan kontakt elektr maydon vujudga keladi.
A kontaktda bu maydon, elektronlarni harakat yo'nalishi bilan mos tushadi, В kontaktda esa, elektronlar E_r maydonga qarama-qarshi harakat qiladi.
Elektronlar manfiy zaryadlanganligi uchun, В kontaktda ular tezlashadi, bu esa, ularning kinetik energiyasini ortishiga olib keladi.
Elektronlar, metall ionlari bilan to'qnashganda, ularga energiya uzatadi. Natijada, В nuqtada ichki energiya ortadi va kontakt qiziydi. A nuqtada esa teskarisi, elektronlar energiyasi kamayadi, chunki, E_r maydon ularni tormozlaydi.
Mos ravishda, A kontakt soviydi, chunki, kristall panjaralarni tugunlarida elektronlar ionlardan energiya oladi.