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【原唱】第四种温差电现象及其运用

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温差电现象第一次被发现是在1821年,由T.J.塞贝克首次发现,塞贝克发现如果两种不同的导体连接成回路,且两接头的温度T1和T2不同时,则回路中产生电动势,会有电流出现。13年后,J.C.A.珀耳帖发现电流流过两种不同导体的界面时,将从外界吸收热量,或向外界放出热量,即现在的珀尔帖效应。1856年,W.汤姆孙(即开尔文)用热力学分析上述两种温差电效应时指出,还应有第三种温差电现象存在。后来有人在实验上发现,如果在存在温度梯度的均匀导体中通有电流时,导体中除了产生不可逆的焦耳热外,还要吸收或放出一定的热量,这一现象定名为汤姆孙效应。


IP属地:江西1楼2013-01-14 15:44回复
    此后160多年,人类在温差电现象的种类上再无进展,温差电现象也就定格在这三种现象中。


    IP属地:江西2楼2013-01-14 15:44
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      为了研究温差电现象的深层机制,笔者进行了一些不同的实验,实验发现了第四种温差电现象。


      IP属地:江西3楼2013-01-14 15:44
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        在两种导体组成 的回路中,如果使其中一个接触点的两边温度不 同(图1),则在回路中将出现一些迥然的电流 现象。

        图1


        IP属地:江西4楼2013-01-14 15:45
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          实验器材:两个长条薄金属片,铁皮与铝皮, 一支30瓦的电烙铁,一个胶袋装的冰块,测量采用数字万用表(VICTOR VC9807A+)。


          IP属地:江西5楼2013-01-14 15:46
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            实验方法:采用万用表两脚分别连接两金属片的一端(如图1),两金属片的另一端压合在 一起,形成一个回路。


            IP属地:江西6楼2013-01-14 15:46
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              实验分别把冰块与电烙铁放在A处
              与B处,得到下列数据:
              冰在A处 冰在B处 电烙铁在A处 电烙铁在B处
              -0.16 0.28 0.49 0.28
              冰在A处&电烙铁在B处 冰在B处&电烙铁在A处
              0.15 0.62
              单位:μA


              IP属地:江西7楼2013-01-14 15:46
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                这个实验显示出一个神奇的现象,就是当冰块分别在A、B两处时,电流不仅大小发生了变化,而且电流的方向也发生了逆转,这与传统的温差电现象有很大的区别,因为实验在11月中旬,当时环境温度约在15度左右(没有记录),显然要高于存在冰块的节点,无论冰块在节点的左侧还是右侧,在传统理论看来,电流方向是不会被改变的。当然,这样电流方向逆转的实验不一定会总是出现,后来把电烙铁分别放在A、B两处,就没有改变电流的方向,仅仅是改变了电流的大小。我认为这是由于另一节点在环境温度下存在一个接触电势差,冰块或电烙铁改变其中一种材料的温度,会导致接触电势差的逆转,但这个逆转要叠加另一节点的接触电势差,如果冰块(电烙铁)改变接触电势差非常强势,就可以压过另一节点的接触电势差,而发生逆转,但实验的特殊性不会每次都显示这样的强势,因此才会出现有时非逆转的现象。


                IP属地:江西8楼2013-01-14 15:46
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                  在冰块与电烙铁同时加载的实验中,实验没有观察到电流方向的逆转,但明显的电流大小的差距增加了,而且在最大电流时,其电流要大于单一电烙铁加热的情况,也就是说,在高温端使用冰块降温,不但不减少电流,而是增加。


                  IP属地:江西9楼2013-01-14 15:47
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                    实验表明,温度可以单一的改变材料的电势差能力,使得两种不同温度的材料显示出多样性的接触电势差,而传统实验与理论关注的仅仅是两材料在同一温度下的接触电势差,这一发现可以使得温差发电在节点的两侧置于不同温度环境,而获得更大的功率(图2),抑或其它未知的运用。

                    图2


                    IP属地:江西10楼2013-01-14 15:47
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                      图2由于热传导消耗较大,虽然功率提高,但热效率降低,因此可以考虑层叠使用。


                      IP属地:江西11楼2013-01-14 15:48
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                        本帖揭示出一种新的现象,但其研究的深度与广度还远远不够,需要大量的研究,还可以出大量的成果,这是一片处女地,立志研究者、想出成果的,不妨加入研究。


                        IP属地:江西12楼2013-01-16 11:01
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