Proprietà elettrica
Dispositivi di misura per la termoelettrica
Utilizzo del calore di scarto / Generatori termoelettrici (TEG) / Elementi di Peltier / Sensori
Serie di proprietà elettriche Linseis
Tester TEG (TEG L34)
Effetto Seebeck, Peltier e Thomson
La termoelettricità descrive in generale l’influenza reciproca di temperatura ed elettricità in un materiale e si basa su tre effetti fondamentali: l’effetto Seebeck, l’effetto Peltier e l’effetto Thomson. L’effetto Seebeck fu scoperto nel 1821 da Thomas J. Seebeck, un fisico tedesco, e descrive la comparsa di un campo elettrico quando viene applicato un gradiente di temperatura in un conduttore isolato elettricamente. Il coefficiente di Seebeck S è definito come il quoziente della tensione termoelettrica negativa e della differenza di temperatura ed è una quantità puramente specifica del materiale, che viene solitamente specificata nell’unità µV/K.
Al contrario, questo effetto, noto come effetto Peltier, provoca un gradiente di temperatura quando una corrente esterna viene applicata al conduttore. Questo fenomeno è dovuto ai diversi livelli energetici delle bande di conduzione dei materiali coinvolti. Pertanto, i portatori di carica devono assorbire energia sotto forma di calore durante il passaggio da un materiale all’altro, facendo raffreddare il punto di contatto, oppure possono rilasciare energia sotto forma di calore, facendo riscaldare il punto di contatto.
Alla luce della crescente scarsità di combustibili fossili e delle ultime scoperte sul riscaldamento globale dovuto all’aumento delle emissioni di anidride carbonica, il campo della termoelettricità è tornato al centro dell’interesse pubblico per il suo efficace utilizzo del calore di scarto. L’obiettivo è quello di utilizzare il calore di scarto dei motori termici, come le automobili o le centrali elettriche convenzionali, utilizzando generatori termoelettrici (TEG) per aumentarne l’efficienza. Tuttavia, i materiali termoelettrici efficienti sono di grande interesse anche per le applicazioni di raffreddamento che sfruttano l’effetto Peltier, come la termostatazione dei componenti critici per la temperatura nei laser.
L’efficienza di conversione termoelettrica di un materiale viene solitamente confrontata utilizzando la cifra di merito adimensionale ZT. Questa viene calcolata in base alla conduttività termica, al coefficiente di Seebeck e alla conduttività elettrica.
Per rendere giustizia a questo sviluppo, abbiamo sviluppato uno strumento per la caratterizzazione dei materiali semplice ed estremamente preciso. Il Linseis LSR-3 è in grado di determinare sia il coefficiente di Seebeck che la resistenza elettrica di un campione in un intervallo di temperatura compreso tra -100° C e 1500°C con un’unica misurazione.
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Panoramica delle applicazioni e dei campioni
Di seguito troverai una panoramica dei vari strumenti di misura per la termoelettrica. Questa dovrebbe essere una guida per te. Se hai domande su una misurazione o su un materiale, puoi inviarci un messaggio in qualsiasi momento utilizzando il modulo di contatto.
Verde: misurazione possibile
Giallo: Misura possibile
Grigio: misurazione non possibile
MODEL | LSR-3 (LSR L31) | LSR-4 | LZT (LZT L33) | HCS (HCS L36) | TFA L59 |
|---|---|---|---|---|---|
| Info | Standard Plattform | Harman upgrade for LSR-3 | Combination of LSR-3 + LFA 1000 | additionally with Hall constant | Thin films on Linseis-chip |
| Measurements | |||||
| Seebeck coefficient | | | | | |
| Resistivity/Conductivity | | | | | |
| Hall constant/ Hall mobility / load carrier | | | | | |
| Thermal diffusivity | | | | | |
| Thermal conductivity | | *Note the hint | | | |
| Complete ZT characterization | | | | | |
| Defined Atmospheres | | | | | |
| Temperature range | -100 to +1500°C | -100 to +1500°C (Harman -100 to 300) | -100 to +1100°C | -150 to +600°C | -170 to +300°C |
| Price | $$ | $$ | $$$ | $ | $$$ |
| Samples | |||||
| Firm | | | | | |
| Thin films | | **Note the hint | **Note the hint | | |
| * Calculated thermal conductivity from the Harman method for direct ZT measurement. The Harman method is only applicable for good thermoelectric samples from -100°C to +300°C. ** Seebeck and resistivity of thin films can be measured, but the Harman method is only applicable to solids, not thin films. *** Seebeck and resistivity of thin films can be measured, but the LFA method is only applicable to solids and thicker films (> 100 µm). |
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