Анизотропный термоэлемент продольного типа
Принцип работы термоэлемента основан на применении анизотропии термоЭДС. Термоэлемент выполнен из монокристаллов с анизотропной термоЭДС. Схемы термоэлемента приведены на рис. 1.9. Вдоль кристаллографической оси х1, коэффициент термоЭДС равен ап, а вдоль кристаллографической оси х2 коэффициент термоЭДС равен а22. Таким образом, вырезанная из монокристалла фигура со сторонами, ориентированными вдоль кристаллографических осей, представляет собой термопарный термоэлемент. Замечательной особенностью такой термопары является то, что она не имеет спаев. Анизотропные термоэлементы продольного типа легко коммутируются в термобатареи путем соответствующего разрезания из монокристалла термобатарей (рис.1.9г). Если углы такого устройства поддерживать при различных температурах (как показано на рисунке 1.9г), то будет иметь место сложение термоЭДС, возникающих в каждом угольнике. Таким образом, при разрезании автоматически образуется термобатарея из анизотропных термоэлементов продольного типа.
Такой термоэлемент назван продольным потому, что градиенты температур и тепловые потоки в нем ориентированы вдоль кристаллографических осей х1, х2.
Если через термоэлемент пропускать электрический ток, то на его углах (рис.1.96) возникает эффект Бриджмена. При пропускании тока в одном из направлений эффект Бриджмена [20,52] приводит к термоэлектрическому охлаждению. При этом в области угла поглощается тепло Q0 и происходит снижение температуры до величины Т0; (Т0<Т2). При изменении направления тока эффект Бриджмена приводит к термоэлектрическому нагреву (рис.1.9в). При этом в области угла термоэлемента выделяется тепло Q1 и происходит разогрев до температуры Т1. Температура Т2 во всех режимах, как обычно, термостатирована.
Впервые предложил создать такой термоэлемент Юсти в патенте [44]. Поэтому есть все основания называть такой термоэлемент в режиме генерации ЭДС и тока термоэлементом Юсти. Впервые такое название термоэлементу дано в книге [21].
В режиме термоэлектрического охлаждения или нагрева термоэлемент не рассматривался. Рассмотрен только эффект Бриджмена [20,52]. Поэтому есть основания назвать анизотропный термоэлемент продольного типа в режиме термоэлектрического охлаждения или нагрева термоэлементом Бриджмена.