當有兩種不同的半導體或半導體A和B組成一個回路 ,其兩端相互連接時,如果兩結(jié)點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,則回路中就有電流產(chǎn)生,如圖2 - 1(a)所示,即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個:其一,當有電流流過兩個不同導體的連接處時,此處便吸收或放出熱量 (取決于電流的方向),稱為珀爾帖效應(yīng);其二,當有電流流過存在溫度梯度的導體時,導體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向),稱為湯姆遜效應(yīng)。
兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB(T,T0 )是由接觸電勢和溫差電勢合成的。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸處產(chǎn)生的電勢,此電勢與兩種導體或半導體的性質(zhì)及接觸點處的溫度有關(guān)。溫差電勢是指同一導體或半導體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢,此電勢只與導體或半導體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān), 而與導體的長度、截面大小.沿其長度方向的溫度分布無關(guān)。無論接觸電勢或溫差電勢都是由于集中于接觸端點的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢,熱電偶測量的熱電勢是二者的合成。當回路斷開時，在斷開處a\b之間便有一電動勢差△V,其極性和大小與回路中的熱電勢一致 ,如圖2- 1(b) 所示。并規(guī)定,在冷端,當電流由A流向了時,稱A為正極,B為負極。實驗 表明,當△V很小時,△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率,又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號和大小取決于組成熱電偶的兩種導體的熱電特性和結(jié)點的溫度差。
