Термоэлемент при большом градиенте температуры в прямоугольной пластине
В термоэлементе используется эффект Бенедикса [25] - зависимость термоЭДС материала от величины градиента температуры. Схема термоэлемента приведена на рис.1.46. Термоэлемент выполнен в виде пластины из однородного термоэлектрического материала. К пластине примыкают: один нагреватель с температурой Т1 и два холодильника, расположенные на концах пластины. Нагреватель расположен несимметрично по отношению к холодильникам. В результате, в левой части пластины возникает градиент температуры УТ1, а в правой - У Т2, причем УТ1>>УТ2. Больший градиент температуры УТ] приводит к тому, что на этом участке пластины коэффициент термоЭДС отличен от коэффициента термоЭДС в правой части пластины. Таким образом, термоэлемент представляет собой развернутую термопару с ветвями между нагревателем и холодильниками. К концам пластины присоединено внешнее электрическое сопротивление R. Через такую цепь протекает электрический ток.
Термоэлементы с большими градиентами имеют привлекательные свойства: изготовлены из одного материала; не имеют коммутационных спаев, поэтому могут быть особенно стабильными в работе; допускают миниатюрное исполнение. Однако, они мало изучены, в том числе еще не рассмотрены режимы охлаждения и термоэлектрического нагрева.
Предложение о создании такого термоэлемента находим в книге Тауца [58]. Поэтому термоэлемент может иметь название - термоэлемент Бенедикса-Тауца.