Призначення види і класифікація термоелементів

Термоелемент — це пристрій, який використовує термоелектричні явища (ефекти Зеебека та Пельтьє) для прямого перетворення теплової енергії в електричну або навпаки.
Призначення термоелементів
Основне призначення термоелементів полягає в перетворенні енергії:
• З теплової в електричну (ефект Зеебека): використовуються як джерела живлення (термоелектрогенератори), особливо там, де потрібна надійна робота без рухомих частин (наприклад, у космічній техніці, віддалених метеостанціях), або для вимірювання температури (термопари).
• З електричної в теплову (ефект Пельтьє): застосовуються для охолодження, нагрівання та термостатування (термоелектричні холодильники, кондиціонери, термостати).
Вони знаходять широке застосування в радіоелектроніці, оптиці, медицині, електротехніці та побуті.
Види та класифікація термоелементів
Термоелементи можна класифікувати за різними ознаками:
1. За принципом дії (використовуваним ефектом):
• Термоелементи Зеебека (термопари): Складаються з двох різнорідних провідників або напівпровідників, з'єднаних на кінцях. При наявності різниці температур між "гарячим" і "холодним" спаями виникає ЕРС (термоелектричний ефект), що перетворює тепло на електрику.
• Термоелементи Пельтьє: При проходженні електричного струму через з'єднання двох різнорідних матеріалів відбувається виділення або поглинання тепла залежно від напрямку струму.
2. За типом використовуваних матеріалів:
• Металеві: Використовуються, в основному, для вимірювання температури (металеві термопари).
• Напівпровідникові: Забезпечують вищу ефективність перетворення енергії і застосовуються в термоелектричних модулях охолодження та генераторах.
3. За формою та конструкцією:
• Класичні (об'ємні): Традиційна конструкція з об'ємних гілок p- та n-типу.
• Плівкові: Виготовляються у вигляді тонких плівок.
• Проникні: Мають канали для теплообміну не тільки через спаї, але і в об'ємі матеріалу гілок, що оптимізує енергетичні характеристики.
• Модульні (термобатареї): Серійно або паралельно з'єднані окремі термоелементи для досягнення необхідної напруги або струму.
4. За призначенням (функціоналом):
• Вимірювальні (термометри): Термопари для точного вимірювання температури.
• Охолоджувальні/нагрівальні: Модулі Пельтьє для систем охолодження або термостатування.
• Генеруючі: Термоелектрогенератори для вироблення електроенергії з тепла (наприклад, відпрацьованих газів, сонячної енергії, тепла надр Землі).