Propriétés électriques
Instruments de mesure pour la thermoélectricité
Récupération de chaleur / Générateurs thermoélectriques (TEG) / Éléments Peltier / Capteurs
Effet Seebeck, Peltier et Thomson
La thermoélectricité décrit de manière générale l’influence réciproque de la température et de l’électricité dans un matériau et repose sur trois effets fondamentaux : l’effet Seebeck, l’effet Peltier et l’effet Thomson.
L’effet Seebeck a été découvert en 1821 par Thomas J. Seebeck, un physicien allemand, et décrit l’apparition d’un champ électrique lorsqu’un gradient de température est appliqué dans un conducteur électriquement isolé.
Le coefficient Seebeck S est défini comme le quotient de la tension thermoélectrique négative et de la différence de température. Il s’agit d’une grandeur purement spécifique au matériau, généralement exprimée en µV/K.
Dans le cas contraire, cet effet, appelé effet Peltier, provoque l’apparition d’un gradient de température lorsqu’un courant externe est appliqué au conducteur.
Ce phénomène est dû aux différents niveaux d’énergie des bandes de conduction des matériaux impliqués.
Ainsi, lors du passage d’un matériau à l’autre, les porteurs de charge doivent soit absorber de l’énergie sous forme de chaleur, ce qui refroidit le point de contact, soit peuvent céder de l’énergie sous forme de chaleur, ce qui réchauffe le point de contact.
Avec la raréfaction des combustibles fossiles et les récentes découvertes sur le réchauffement climatique dû à l’augmentation des émissions de dioxyde de carbone, le domaine de la thermoélectricité est revenu sur le devant de la scène pour son utilisation efficace de la chaleur résiduelle.
L’objectif est d’utiliser la chaleur résiduelle des moteurs thermiques, tels que les automobiles ou les centrales électriques conventionnelles, à l’aide de générateurs thermoélectriques (TEG) afin d’améliorer leur efficacité.
Les matériaux thermoélectriques efficaces sont également d’un grand intérêt pour les applications de refroidissement par effet Peltier, comme la thermostatisation des composants critiques en termes de température dans les lasers.
L’efficacité de conversion thermoélectrique des matériaux est généralement comparée à l’aide de la figure de mérite ZT.
Ce coefficient est calculé à partir de la conductivité thermique, du coefficient Seebeck et de la conductivité électrique.
Pour répondre à cette évolution, nous avons développé un instrument permettant une caractérisation simple et extrêmement précise des matériaux.
L’appareil LSR-3 de Linseis peut déterminer à la fois le coefficient Seebeck et la résistance électrique d’un échantillon dans une plage de température allant de -100° C à 1500°C en une seule mesure.
Gamme d'appareils de mesure des propriétés électriques Linseis
TEG-Tester
TF-LFA
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Erika
Tél. : +49 (0) 9287/880 0
info[at]linseis.de
Aperçu des applications et des échantillons
Vous trouverez ci-dessous un aperçu des différents instruments de mesure dans le domaine de la thermoélectricité.
Celui-ci peut vous servir de guide.
Si vous avez des questions sur une mesure ou un matériau, vous pouvez toujours nous envoyer un message via le formulaire de contact.
Vert : mesure possible
Jaune : mesure éventuellement possible
Gris : mesure impossible
MODEL | LSR-3 | LSR-4 | LZT | HCS | TFA |
|---|---|---|---|---|---|
| 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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