Caractéristiques 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 à un matériau, généralement exprimée en µV/K. Le coefficient Seebeck est calculé en divisant la tension thermoélectrique par la différence de température.
Dans le cas inverse, 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.
Mais 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 d’un matériau est généralement comparée à l’aide du coefficient de qualité adimensionnel ZT. Celui-ci 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.
Le Linseis LSR-3 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.
Série de propriétés électriques Linseis
LSR-3
Testeur TEG
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Erika
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Aperçu des applications et des échantillons
Vous trouverez ci-dessous un aperçu des différents instruments de mesure pour la thermoélectricité.
Celui-ci doit vous servir de guide.
Si vous avez des questions sur une mesure ou un matériel, 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 für LSR-3 | Kombi aus LSR-3 + LFA 1000 | zusätzlich mit Hall Konstante | Thin films auf Linseis Chip |
| Messungen | |||||
| Seebeck Koeffizient | | | | | |
| Resistivity/Conductivity | | | | | |
| Hall Konstante/ Hall mobility / Ladungsträger | | | | | |
| Temperaturleitfähigkeit | | | | | |
| Wärmeleitfähigkeit | | *Hinweis beachten | | | |
| Vollständige ZT Charakterisierung | | | | | |
| Benutzerdefinierte Atmosphären | | | | | |
| Temperaturbereich | -100 bis +1500°C | -100 bis +1500 (Harman -100 bis 300) | -100 bis +1100 | -150 bis +600 | -170 bis +300°C |
| Preis | $$ | $$ | $$$ | $ | $$$ |
| Proben | |||||
| Fest | | | | | |
| Dünnschichten | | **Hinweis beachten | **Hinweis beachten | | |
| * Berechnete Wärmeleitfähigkeit aus der Harman-Methode für direkte ZT-Messung. Die Harman-Methode ist nur für gute thermoelektrische Proben von -100°C bis +300°C anwendbar. ** Seebeck und Widerstand von dünnen Filmen können gemessen werden, aber die Harman-Methode ist nur auf Festkörper, nicht auf Dünnschichten anwendbar. *** Seebeck und der spezifische Widerstand von Dünnschichten können gemessen werden, aber die LFA-Methode ist nur auf Feststoffe und dickere Schichten (> 100 µm) anwendbar. |
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