ภาพประกอบแสดงแผนผังของผลกระทบหลักสามประการในสนามเทอร์โมอิเล็กทริกของเรา ได้แก่ เอฟเฟกต์ Seebeck เอฟเฟกต์ Peltier และเอฟเฟกต์ Thomson คราวนี้ เราจะมาสำรวจวิลเลียม ทอมสันและการค้นพบอันยิ่งใหญ่ของเขา - ผลกระทบของทอมสัน
William Thomson เกิดที่ไอร์แลนด์ในปี พ.ศ. 2367 เจมส์บิดาของเขาเป็นศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ที่ Royal College Belfast ต่อมา ขณะที่เขากำลังสอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ ครอบครัวของเขาย้ายไปอยู่ที่เมืองกลาสโกว์ สกอตแลนด์ เมื่อวิลเลียมอายุแปดขวบ Thomson เข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์เมื่ออายุสิบขวบ (คุณไม่จำเป็นต้องแปลกใจเลยที่ในยุคนั้น มหาวิทยาลัยในไอร์แลนด์จะรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาที่มีความสามารถมากที่สุด) และเริ่มเรียนหลักสูตรระดับมหาวิทยาลัยเมื่ออายุประมาณ 14 ปี เมื่ออายุ 15 ปี เขาได้รับรางวัลเหรียญทองของมหาวิทยาลัยจากบทความชื่อ "The Shape of the Earth" ต่อมาทอมสันไปเรียนที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และสำเร็จการศึกษาในฐานะนักเรียนดีเด่นคนที่สองในระดับชั้นของเขา หลังจากสำเร็จการศึกษา เขาได้เดินทางไปปารีสและทำการวิจัยเชิงทดลองเป็นเวลาหนึ่งปีภายใต้การแนะนำของเรเน่ ในปี พ.ศ. 2389 ทอมสันกลับมาที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์เพื่อรับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านปรัชญาธรรมชาติ (เช่น ฟิสิกส์) จนกระทั่งเกษียณอายุในปี พ.ศ. 2442
ทอมสันก่อตั้งห้องปฏิบัติการฟิสิกส์สมัยใหม่แห่งแรกที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ เมื่ออายุ 24 ปี เขาได้ตีพิมพ์เอกสารเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์และกำหนด "ระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์" สำหรับอุณหภูมิ เมื่ออายุ 27 ปี เขาตีพิมพ์หนังสือ "ทฤษฎีอุณหพลศาสตร์" โดยตั้งกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์และทำให้กฎดังกล่าวเป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ ร่วมกันค้นพบปรากฏการณ์จูล-ทอมสันระหว่างการแพร่กระจายของก๊าซกับจูล หลังจากเก้าปีของการสร้างเคเบิลใต้น้ำถาวรในมหาสมุทรแอตแลนติกระหว่างยุโรปและอเมริกา เขาก็ได้รับรางวัลอันสูงส่งเป็น "ลอร์ดเคลวิน"
ขอบเขตการวิจัยของทอมสันค่อนข้างกว้างขวางตลอดชีวิตของเขา เขามีส่วนสำคัญในสาขาฟิสิกส์คณิตศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ แม่เหล็กไฟฟ้า กลศาสตร์ความยืดหยุ่น ทฤษฎีอีเธอร์ และวิทยาศาสตร์โลก
ในปี ค.ศ. 1856 ทอมสันได้ทำการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับปรากฏการณ์ซีเบคและปรากฏการณ์เพลเทียร์โดยใช้หลักการทางอุณหพลศาสตร์ที่เขาสร้างขึ้น และสร้างการเชื่อมโยงระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ซีเบคที่ไม่เกี่ยวข้องแต่เดิมกับค่าสัมประสิทธิ์เพลเทียร์ ทอมสันเชื่อว่าที่ศูนย์สัมบูรณ์ จะมีความสัมพันธ์พหุคูณอย่างง่ายระหว่างสัมประสิทธิ์เพลเทียร์และสัมประสิทธิ์ซีเบค บนพื้นฐานนี้ เขาทำนายปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกใหม่ในทางทฤษฎี กล่าวคือ เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำที่มีอุณหภูมิไม่เท่ากัน นอกเหนือจากการสร้างความร้อนจูลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ตัวนำยังดูดซับหรือปล่อยความร้อนจำนวนหนึ่งออกมาด้วย (เรียกว่าความร้อนของทอมสัน) หรือในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิที่ปลายทั้งสองของแท่งโลหะแตกต่างกัน จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของแท่งโลหะ ต่อมาปรากฏการณ์นี้ถูกเรียกว่าปรากฏการณ์ทอมสัน และกลายเป็นปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกครั้งที่สาม รองจากปรากฏการณ์ซีเบคและปรากฏการณ์เพลเทียร์
เรื่องราวจบลงแล้ว นี่คือประเด็นสำคัญ!
ถาม: ผลกระทบทางเทอร์โมอิเล็กทริกที่สำคัญสามประการตามลำดับคืออะไร?
ตอบ: เอฟเฟกต์ Seebeck หรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกครั้งแรก หมายถึงปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ต่างกัน 2 ตัว ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสารสองชนิด
ปรากฏการณ์ Peltier หรือที่รู้จักกันในชื่อปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่สอง หมายถึงปรากฏการณ์ที่เมื่อกระแสไหลผ่านจุดสัมผัสที่เกิดจากตัวนำ A และ B นอกเหนือจากความร้อนจูลที่เกิดขึ้นเนื่องจากกระแสที่ไหลผ่านวงจร ยังมีผลกระทบจากการดูดความร้อนหรือคายความร้อนที่จุดสัมผัสอีกด้วย มันเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของเอฟเฟกต์ Seebeck เนื่องจากความร้อนของจูลไม่ขึ้นกับทิศทางของกระแส ความร้อนของเพลเทียร์จึงสามารถวัดได้โดยการใช้ไฟฟ้าสองครั้งในทิศทางตรงกันข้าม
ทอมสันเสนอเอฟเฟกต์หรือที่รู้จักกันในชื่อเทอร์โมอิเล็กทริกที่สามเพื่อให้มีความสัมพันธ์พหุคูณอย่างง่ายระหว่างสัมประสิทธิ์ Peltier และสัมประสิทธิ์ Seebeck ที่ศูนย์สัมบูรณ์ บนพื้นฐานนี้ เขาทำนายปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกใหม่ในทางทฤษฎี กล่าวคือ เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำที่มีอุณหภูมิไม่เท่ากัน นอกเหนือจากการสร้างความร้อนจูลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ตัวนำยังดูดซับหรือปล่อยความร้อนจำนวนหนึ่งออกมาด้วย (เรียกว่าความร้อนของทอมสัน) หรือในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิที่ปลายทั้งสองของแท่งโลหะแตกต่างกัน จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของแท่งโลหะ
ถาม: เอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกทั้งสามนี้มีความสัมพันธ์กันอย่างไร
ตอบ: เอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกทั้งสามมีความเชื่อมโยงกัน: เอฟเฟกต์ของทอมสันเป็นปรากฏการณ์ที่ศักย์ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำ ปรากฏการณ์เปลลิเยร์เป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำที่มีประจุ (ปลายด้านหนึ่งสร้างความร้อนและปลายอีกด้านดูดซับความร้อน) การรวมกันของทั้งสองทำให้เกิดเอฟเฟกต์ Seebeck
โดยสรุป ผลกระทบจากเทอร์โมอิเล็กทริกหมายถึงปรากฏการณ์ที่ว่าเมื่ออุณหภูมิที่จุดสัมผัสของวัสดุทั้งสองแตกต่างกัน จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าและกระแสเกิดขึ้น เอฟเฟกต์ Seebeck แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า เอฟเฟกต์ Peltier ตระหนักถึงการแปลงร่วมกันระหว่างพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน และเอฟเฟกต์ Thomson อธิบายเอฟเฟกต์ความร้อนเมื่อกระแสไหลผ่านวัสดุ
X-สมควรได้รับเป็นผู้ผลิตและผู้จำหน่ายมืออาชีพของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก, เทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์และชุดเทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ในประเทศจีน ยินดีให้คำปรึกษาและจัดซื้อ
