Металлический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов и новые технологии - страница 5

Шрифт
Интервал


В качестве такого источника индивидуального внешнего напряжения (отдельной ЭДС) для каждого “соединения” с контактной разностью потенциалов (КРП) может быть использован виток (или сегмент витка) электрической катушки. Под действием внешнего магнитного поля в каждом витке, помещённом между двумя переходами с КРП, возникает индукционная ЭДС. Важно, что величина этой наведённой ЭДС может быть одинаковой в каждом витке при равномерном магнитном поле и одинаковой геометрии, то есть система становится аккумулятивной: локальные ЭДС не гасят друг друга, а последовательно усиливаются.

Каждое "соединение" с КРП действует как энергетическая ступень, сдвигающая уровень напряжения, создаваемого индукцией. В целом формируется «лесенка» напряжения: ЭДС от каждого элемента системы сдвигается вверх под воздействием КРП, и выходное напряжение на макроуровне становится суммой всех этих сдвигов.

Можно возразить, что в привычном термоэлектрическом контуре контактная разность потенциалов одного медно-железного перехода точно компенсируется второй – с противоположным знаком. Однако ключевым отличием данной конструкции является наличие распределённой внешней ЭДС (на каждый виток), за счёт которой:

– Во-первых, сдвиг напряжения вверх становится направленным и накапливаемым.

– Во-вторых, влияние компенсирующих КРП становится асимметричным, поскольку на каждый участок действует внешняя наводимая сила.

Из-за того, что величина внешней наведённой ЭДС на витке значительно превышает величину элементарной КРП в паре металлов (на порядок и более), отрицательное влияние последующей КРП с противоположным знаком становится пренебрежимо малым при первом приближении.

Таким образом, при формировании замкнутого контура из витков с КРП и наведённой ЭДС в каждом звене, становится возможным формирование на выходе стабильного, интегрального напряжения, кратного числу активных пар «КРП + виток с индукцией».

Также, при протекании переменного тока в катушке из такого проводника, каждый виток, содержащий хотя бы два спая разнородных металлов, формирует неравномерный тепловой профиль.

– В фазе максимальной электромагнитной индукции (пики тока) чётные спаи нагреваются за счёт Джоулева тепла, а нечётные охлаждаются.

Возврат к термодинамическому равновесию, при этом возникает микроскопическая ЭДС, аналогичная эффекту Зеебека.