3.3. Эффект Томсона.

Известный линейный эффект Томсона определяется урав­нением

I_QТ = ТI_ = _Т I_ (3.5)

где

_Т = Т ; (3.6)

I_QТ - поток теплоты Томсона, выделяемой или поглоща­емой вдоль проводника;  - коэффициент Томсона; Т - разность температур; I_ - сила тока; _Т - ЭДС, соответствующая эффекту Томсона.

Коэффициент Томсона считается положительным, если ток течет в сторону убывающей температуры (электроны перемещаются в противоположном направлении) и теп­лота в проводнике выделяется. В работах [4-7] принято противоположное правило знаков.

Из формул (3.5) и (3.6) видно, что количество тепла Томсона пропорционально силе тока в первой степени, а ЭДС Томсона от силы тока не зависит. Физическая природа этого эффекта целиком определяется термоэлект­рическим уравнением состояния проводника [7, с.310]. Согласно этому уравнению, с увеличением температуры материала его электрический потенциал (потенциал Вольта) возрастает, а с уменьшением падает (в неболь­шом интервале температур практически по линейному закону). Именно это приводит к соотношению диссипативного типа (см. формулу (3.5)).

Иногда эффект Томсона объясняют снижением энер­гии носителя электрического заряда, например электро­на, при его движении в сторону убывающей температуры,

избыток энергии отводится в окружающую среду в виде теплоты (при движении носителя в противоположную сторону теплота из окружающей среды поглощается). Однако для такого процесса характерны совсем иные количественные закономерности, о чем говорится ниже.

3.4. Эффект увлечения.

Линейный эффект увлечения электрического заряда по­током теплоты описывается уравнением, аналогичным (3.5). В этом эффекте в материале возникает разность потенциалов увлечения (ЭДС) _у , преодоление которой током I_ приводит к выделению или поглощению вдоль проводника количества тепла диссипации [5, с.285; 7, с.311]:

I_Qу = В_уТI_ = _у I_ (3.7)

где

_у = В_уТ ; (3.8)

В_у - коэффициент увлечения.

Этот коэффициент поло­жителен, если при течении положительного электрического заряда в сторону убывающей температуры теплота в проводнике выделяется. Как видим, количество линей­ного тепла увлечения пропорционально силе тока, а воз­никающая при этом ЭДС от тока не зависит. Эффект увлечения был использован для экспериментального определения величины универсального взаимодействия, связывающего в электроне порции (кванты) электрического и термического веществ [7, с.352].

Линейный эффект увлечения теплоты потоком элек­тричества сопровождается возникновением дополнитель­ной разности температур (термодвижущей силы - ТДС) Т_у, которая в соответствии с уравнением состояния вы­зывает появление дополнительной ЭДС _ут. Преодоле­ние носителями теплоты возникшей разности температур(ТДС) Т_у и носителями электричества возникшей раз­ности электрических потенциалов (ЭДС) _ут приводит к выделению или поглощению вдоль проводника соответ­ствующих количеств тепла диссипации, определяемых соотношениями типа (3.7) и (3.8).