塞贝克效应是三种主要变化之一，可以在热电效应下观察到。它以德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克（Thomas Johann Seebeck）的名字命名，他在 1821 年的独立研究中发现了热电效应现象。

两种不同的电导体或半导体之间的温差直接转换为电势称为热电效应。当这些具有电势差的导体通过电连接接触时，会导致带电粒子的流动，从而产生电流。相反的情况也适用于在两个不同的电导体上施加电势差将导致它们结点处的温度差的情况。

塞贝克效应理论

在塞贝克效应中，也会发生同样的现象，并且由于施加热源而产生电势。可以在结的“热”端和“冷”端测量该电势。

考虑连接到公共热源的两个半导体，n 型和 p 型，这会提高连接端的温度。这两种半导体的另一端处于相对较低的温度，从而产生热梯度。n 型导体“热”端的电子从源接收热能。它们会充满活力并流向“冷”端。以这种方式，热端具有低密度的电荷载流子（n 型为电子，p 型为空穴），而冷端具有较高的电荷载流子密度。这种电荷分布在结上形成电场。当用导体连接结的两端时，电荷开始流过它，并产生电流。

可以观察到三种形式的塞贝克效应。

在两端连接负载将为负载供电，这两种材料与热源将充当发电机。
如果使用导体将电压表连接到两端，则测量的电压可用于确定两端之间的温差。
另一个最常见的连接是将设置用作另一个电气设置或电路的开关，从而控制其操作。

塞贝克发电机

连接到热源并将其转换为电压以驱动负载需求的两个不同导体的组合称为塞贝克发电机。它可用于独立发电，为小规模负载需求供电，即无需任何外部电源连接。从结的较高温度部分到导体的相对较冷部分的热流导致热梯度和热流。结的组成粒子带电并开始从高密度区域移动到低密度区域。由于电荷流动而产生的电压差充当连接负载的电源。由于不涉及旋转部件，因此可以在低功率远程安装中找到应用。

众所周知，导体两端产生的电压与它们两端的温度梯度成正比。比例常数称为热电势或塞贝克系数。换句话说，温差的变化率与产生的电压的相应变化率是由塞贝克系数相关的。

在数学上，

V = – S(Th – Tl)
其中，V = 电位差
S = 塞贝克系数
Th = 热端
温度 Tl = 冷端温度

或者，

δV = – S (δT)
其中，δV = 电压
变化 δT = 温差变化

塞贝克系数是其标准形式，定义为在整个观察过程中，当两个导体两端的温度保持在 1 开尔文时，它们之间产生的电压量，即，

S = – V

塞贝克效应的应用：

有多种机械和化学性质随温度的变化而变化。因此，当使用达到的电势监测温度的净变化时，塞贝克效应也可用于研究或确定这些参数。这些包括测试材料强度、退化和放射性元素在一段时间内随温度变化的辐射强度。来自这些热电装置的电信号可用于启动安全开关或警报，以发出状况信号。

热电偶——这种热电装置是至少两种不同导体或半导体的组合，用于通过将所得电参数转换为其相应温度来测量温差或温升。它也可用于启动回路或阀门。

热电堆 –热电堆是多个串联（有时并联）连接的热电偶温度传感器，以获得可用电压来提供相对较高规模的功率要求。

高频功率传感器——塞贝克效应已被发现可用于寻找正弦波的准确幅度。这有助于检测系统中产生的超频功率的存在并向操作员发出信号。

发电机——利用塞贝克效应的热电联产已被许多发电机组提出并应用，以利用工业中产生的废热来产生额外的电力。

自旋塞贝克效应

通过研究对磁化电导体施加热量的影响，现代科学家已经能够为塞贝克效应的研究提供另一个维度。由热梯度驱动的电荷载流子根据它们各自的自旋或角动量重新定位。这种现象是最近在2008年发现的。与常规相反，在粒子重排过程中没有热量浪费。这种效果被广泛应用于制作快速响应的微动开关。

该领域的最新发展促使研究人员尝试开发同时使用太阳能和热电电池的电源，以提高两种电池的综合效率，并将太阳辐射作为热源。

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