專利名稱：正逆塞貝克效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，特別是一種電制冷和溫差發(fā)電的正逆塞貝克效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器。
技術(shù)背景塞貝克效應(yīng)如果將導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)A和導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)B的兩端相互緊密接觸，并且兩個(gè)導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的溫度不同，則在兩個(gè)導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的非接觸面之間由于溫度差而產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。而塞貝克效應(yīng)的逆效應(yīng)(也稱為帕爾貼效應(yīng))是兩種不同的金屬構(gòu)成閉合回路，當(dāng)回路中存在直流電流時(shí)，兩個(gè)接頭之間將產(chǎn)生溫差。目前這兩種效應(yīng)已經(jīng)應(yīng)用在溫差發(fā)電和電制冷領(lǐng)域，尤其是電制冷，具有體積小、便于攜帶、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，得到了大量使用。目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用的溫差發(fā)電和電制冷效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，基本都是演示儀器，不能進(jìn)行定量的測(cè)量?！?br> 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是演示正塞貝克效應(yīng)和逆塞貝克效應(yīng)，展示電制冷和溫差發(fā)電的原理和特點(diǎn)，并對(duì)這兩個(gè)效應(yīng)進(jìn)行定量研究。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種正逆塞貝克效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于其包括一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，分別連接到半導(dǎo)體制冷片、溫度計(jì)和電壓表，半導(dǎo)體制冷片的左端與金屬片的右端緊密相接，溫差發(fā)電片與金屬片的左端緊密相接，第一溫度傳感器與半導(dǎo)體制冷片右端緊密相接，第二溫度傳感器與金屬片緊密相接，第三溫度傳感器與溫差發(fā)電片左端緊密相接，這三個(gè)溫度傳感器均連接到溫度計(jì)上，溫差發(fā)電片與電壓表相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)儀器可以簡(jiǎn)單明了地演示正逆塞貝克效應(yīng)，可進(jìn)行定量測(cè)量和分析?？捎糜诟咝５奈锢韺?shí)驗(yàn)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、半導(dǎo)體制冷片，2、溫差發(fā)電片，3、第三溫度傳感器，4、第二溫度傳感器，5、溫度計(jì)，6、電壓表，7、直流穩(wěn)壓電源，8、第一溫度傳感器，9、金屬片。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，直流穩(wěn)壓電源7把220V交流市電變成O到12V可調(diào)的電源，輸出接到半導(dǎo)體制冷片I上，接通電源后，半導(dǎo)體制冷片I的右邊降溫，左邊升溫，左邊產(chǎn)生的熱量通過(guò)金屬片3傳導(dǎo)給溫差發(fā)電片2的右端，這時(shí)溫差發(fā)電片2左右兩端的溫度不同，由于塞貝克效應(yīng)，形成溫差發(fā)電，產(chǎn)生的電壓由電壓表6顯示出來(lái)。第一溫度傳感器8測(cè)量到半導(dǎo)體制冷片I右端(即低溫端)的溫度信號(hào)，傳到溫度計(jì)5顯示出來(lái)，第三溫度傳感器4測(cè)量到溫差發(fā)電片2左端(即低溫端)的溫度信號(hào)，傳到溫度計(jì)5顯示出來(lái)，第二溫度傳感器3測(cè)量到金屬片3的溫度信號(hào)(此時(shí)半導(dǎo)體制冷片I左端及溫差發(fā)電片2右端與金屬片9的溫度相同)，傳到溫度計(jì)5顯示出來(lái)，此外，直流電源7還給電壓表6和溫度計(jì)5提供電源。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通直流穩(wěn)壓電源，半導(dǎo)體制冷片I的供電電壓調(diào)到IV，在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下，同時(shí)記錄下溫度計(jì)顯示的三個(gè)溫度以及電壓表上的電壓。隨后，半導(dǎo)體制冷片I的供電電壓每次增加IV，重復(fù)前次測(cè)量，直到供電電壓為12V為止。分析半導(dǎo)體制冷片I的供電電壓與其兩端溫度差的關(guān)系，分析溫差發(fā)電片2的兩 端溫度差與其產(chǎn)生的電壓的關(guān)系，定量和定性地學(xué)習(xí)正塞貝克效應(yīng)(溫差發(fā)電)和逆塞貝克效應(yīng)(電制冷)。
權(quán)利要求1.一種正逆塞貝克效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于其包括一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，分別連接到半導(dǎo)體制冷片、溫度計(jì)和電壓表，半導(dǎo)體制冷片的左端與金屬片的右端緊密相接，溫差發(fā)電片與金屬片的左端緊密相接，第一溫度傳感器與半導(dǎo)體制冷片右端緊密相接，第二溫度傳感器與金屬片緊密相接，第三溫度傳感器與溫差發(fā)電片左端緊密相接，這三個(gè)溫度傳感器均連接到溫度計(jì)上，溫差發(fā)電片與電壓表相連。
專利摘要一種正逆塞貝克效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，其包括一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，分別連接到半導(dǎo)體制冷片、溫度計(jì)和電壓表，半導(dǎo)體制冷片的左端與金屬片的右端緊密相接，溫差發(fā)電片與金屬片的左端緊密相接，第一溫度傳感器與半導(dǎo)體制冷片右端緊密相接，第二溫度傳感器與金屬片緊密相接，第三溫度傳感器與溫差發(fā)電片左端緊密相接，這三個(gè)溫度傳感器均連接到溫度計(jì)上，溫差發(fā)電片與電壓表相連。該儀器可分析半導(dǎo)體制冷片的供電電壓與其兩端溫度差的關(guān)系，還可分析溫差發(fā)電片的兩端溫度差與其產(chǎn)生的電壓的關(guān)系。演示正塞貝克效應(yīng)和逆塞貝克效應(yīng)。本儀器可用于高校的物理實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202694645SQ20122035640
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月21日
發(fā)明者王吉有, 高小強(qiáng), 彭月祥 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)