Стартовая >> Книги >> Учеба >> Очерки развития термоэлектричества

Связь термоэлектричества с другими научно-техническими направлениями - Очерки развития термоэлектричества

Оглавление
Очерки развития термоэлектричества
Открытие основных термоэлектрических эффектов
Основные направления термоэлектричества
Связь термоэлектричества с другими научно-техническими направлениями
Феноменологическая теория
Гальванотермомагнитные эффекты
Современное состояние теории термоэлектрических явлений
Микроскопическая теория термоэлектрических явлений
История развития термоэлектрического материаловедения
Современное состояние термоэлектрического материаловедения
История термоэлектрической энергетики
Современное состояние термоэлектрической энергетики
Солнечные термогенераторы
Радиоизотопные термогенераторы
Термогенераторы с другими источниками тепла
История развития термоэлектрического охлаждения
Современное состояние термоэлектрического охлаждения
История развития термоэлектрической термометрии
Области применения термопар
Технические возможности термопар
Влияние внешних магнитных полей
Термоэлектрическая нестабильность термопар
Низкотемпературные термопары
Среднетемпературные измерения
Инерционность термопар, микротермопары
Тонкопленочные термопары
История развития термоэлектрических приемников излучения
Современное состояние в области термоэлектрических приемников излучения
История развития электроизмерительных преобразователей
Современное состояние в области термоэлектрических приемников излучения
История развития термоэлектрической микрокалориметрии
Современное состояние микрокалориметрии
Термоэлектрическая теплометрия
Термоэлектромеханические преобразователи
Другие термоэлектрические приборы
Список сокращенных названий институтов, литературы

Прогресс в области термоэлектричества с самого начала неразрывно связан с развитием различных направлений науки и техники и определяется достижениями научно-технической мысли.

Так, значительные успехи в термоэлектрической энергетике и охлаждении стали возможными благодаря высокому уровню развития физики и техники полупроводников. Разработке радиоизотопных и реакторных термоэлектрических генераторов предшествовала огромная работа по изучению физики атома и ядра. Конструктивное и технологическое совершенствование термоэлектрических устройств сочетает в себе рациональные решения, полученные в разработках по многим передовым направлениям техники. Создание высокоэффективных веществ для термоэлектрического преобразования энергии предопределяется уровнем развития химии, кристаллофизики, порошковой металлургии, новейшими методами получения и обработки материалов.
В то же время успехи в термоэлектрическом преобразовании оказывали и оказывают существенное влияния на другие области практической деятельности человека. Изучение термоэлектрического тока «этой прекрасной формы электричества, открытой Зеебеком», по словам М. Фарадея, явилось важным звеном в цепи его доказательств тождественности электричества, получаемого от различных источников [37]. Благодаря применению высокостабильного термоэлектрического источника тока Г. Ому удалось найти количественное описание электрических цепей, названное впоследствии законом Ома [26]. С помощью радиационных термоэлементов, внесших существенный вклад в этап революционных изменений в физике, было проведено изучение абсолютно черного тела [42]. Термоэлектрические приемники излучения сыграли также значительную роль в становлении и формировании инфракрасной спектрометрии и актинометрии. Биология, физика, химия и медицина многими своими открытиями обязаны микрокалориметрии. Любопытным фактом, связывающим термоэлектричество с медициной, является попытка некоторых исследователей конца прошлого века привлечь термоэлектрические представления для объяснения механизма деятельности центральной нервной системы. Как отмечалось в одном из журналов английских естествоиспытателей, «источник нервной силы заключается в различии температуры внутренности и внешней поверхности тела организма. По этой гипотезе окончания нервов в коже соответствуют холодным концам термоэлектрической батареи, а головной мозг сравниваем с нагретым концом батареи... Нервная сила развивается вследствие превращения теплоты в электрический ток» [33, с. 47]. В медицинской практике того периода термоэлектрические источники тока достаточно часто использовались для проведения электропроцедур. В современной медицине успешно применяются разнообразные термоэлектрические приборы: микротермогенераторы для аппаратов «искусственное сердце», криохирургическое и криотерапевтическое оборудование, основанное на термоэлектрическом охлаждении, устройства для температурных измерений и температурного контроля.

Термоэлектрические термометры и термоэлектрические тепломеры внесли огромный вклад в совершенствование техники тепловых измерений. В электроизмерительной технике термоэлектрические устройства служат образцовой аппаратурой для поверки широкого класса приборов. Изучение термоэлектрических свойств практически всех веществ и разработка для этих целей многочисленных методов измерения параметров обогатили, не только технику эксперимента, но и материаловедение в целом. Изучение термоэлектрических эффектов на современном уровне дает возможность получить новые сведения о процессах взаимодействия электронов с фононами, примесями, дефектами кристаллов, форме и строении энергетических зон вещества, механизмах рассеяния, времени релаксации, эффективной массе электрона и других микроскопических параметров материальных систем.
Примерами интенсивного внедрения термоэлектрических устройств в разнообразные области науки и техники могут служить термоэлектрические преобразователи, первоначально предназначавшиеся для измерения основных величин постоянного тока. В настоящее время они используются в качестве образцовых мер, эталонов, компараторов и калибраторов в метрологии, в аналоговых и цифровых приборах, в информационно-измерительных системах, являются эффективными устройствами гальванической развязки, трансформаторами постоянного тока. Применяются в радиотехнике, в частности для измерения распределения электромагнитного излучения, служат детекторами и фильтрами частот; в вычислительной технике используются как функциональные элементы, сумматоры, делители и т. п. [5]. Устройствам, основанным на термоэлектрическом методе преобразовании энергии, в настоящее время уделяется большое внимание во всех высокоразвитых странах.



 
« Оперативное управление в энергосистемах   Проектирование силового электрооборудования »
электрические сети