{"id":78500,"date":"2024-01-14T13:14:17","date_gmt":"2024-01-14T13:14:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/thermoelemente-typen-und-mechanismen\/"},"modified":"2024-01-14T16:35:25","modified_gmt":"2024-01-14T16:35:25","slug":"thermoelemente-typen-und-mechanismen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/thermoelemente-typen-und-mechanismen\/","title":{"rendered":"Thermoelemente | Typen und Mechanismen"},"content":{"rendered":"<h2>Thermoelektrizit\u00e4t und Thermoelemente<\/h2>\n<h3>Was ist Thermoelektrizit\u00e4t?<\/h3>\n<p>Thermoelektrizit\u00e4t entsteht durch den thermoelektrischen Effekt, der die direkte Umwandlung von Temperaturunterschieden in elektrische Spannung und umgekehrt erm\u00f6glicht. Erhitzt man zwei verbundene, unterschiedliche Materialien, bewirkt dies einen Elektronentransfer zwischen den Materialien und erzeugt einen Stromfluss.<\/p>\n<h3>Grundlagen der Thermoelemente<\/h3>\n<p>Thermoelemente sind elektrische Vorrichtungen, die aus zwei verschiedenen elektrischen Leitern bestehen, die eine elektrische Verbindung bilden. Ein Thermoelement erzeugt eine temperaturabh\u00e4ngige Spannung aufgrund des thermoelektrischen Effekts, und diese Spannung kann zur Temperaturmessung verwendet werden. Beispielsweise ist Konstantan das negative Element des Typ-J-Thermoelements, wobei Eisen positiv ist. Typ-J-Thermoelemente werden in W\u00e4rmebehandlungsanwendungen eingesetzt. Ebenso ist Konstantan das negative Element des Typ-T-Thermoelements, mit Kupfer als positivem Element. Diese Thermoelemente werden bei kryogenen Temperaturen verwendet.<\/p>\n<h3>Die drei Effekte der Thermoelektrizit\u00e4t<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Seebeck-Effekt:<\/strong> Dieser Effekt tritt auf, wenn zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Leitern oder Halbleitern eine Temperaturdifferenz eine Spannungsdifferenz erzeugt. Entdeckt wurde er 1821 von Thomas Seebeck.<\/li>\n<li><strong>Peltier-Effekt:<\/strong> Benannt nach Jean Charles Athanase Peltier, der ihn 1834 entdeckte, bezeichnet der Peltier-Effekt die Erw\u00e4rmung oder K\u00fchlung an einer elektrifizierten Verbindung von zwei verschiedenen Leitern.<\/li>\n<li><strong>Thomson-Effekt:<\/strong> Dieser Effekt beschreibt den resultierenden elektrischen Strom, der sich in einem einzelnen Leiter entwickelt, wenn ein kleiner Temperaturgradient angelegt wird.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Anwendungen von Thermoelementen<\/h3>\n<p>Wenn beispielsweise zwei verschiedene Metalle wie Kupfer und Zink miteinander verbunden werden, kann ein Elektronentransfer stattfinden. Elektronen verlassen die Kupferatome und treten in die Zinkatome ein. Das Zink erh\u00e4lt einen \u00dcberschuss an Elektronen und wird negativ geladen, w\u00e4hrend das Kupfer Elektronen verliert und eine positive Ladung annimmt. Dies erzeugt ein Spannungspotenzial \u00fcber die Verbindung der beiden Metalle. Die W\u00e4rmeenergie einer normalen Raumtemperatur reicht aus, um sie Elektronen freisetzen und aufnehmen zu lassen, was ein messbares Spannungspotenzial zur Folge hat. Mit zunehmender W\u00e4rmeenergie am Verbindungspunkt werden mehr Elektronen freigesetzt und das Spannungspotenzial steigt.<\/p>\n<h3>Thermoelektrische Materialien<\/h3>\n<p>Thermoelektrische Materialien wandeln thermische Energie durch den Prozess der thermoelektrischen Umwandlung in elektrische Energie um. Die W\u00e4rmequelle f\u00fcr den Temperaturunterschied kann Verbrennungsmotoren, Sonnenlicht, chemische Reaktionen oder Kernzerfall sein. Diese Materialien m\u00fcssen sowohl eine hohe elektrische Leitf\u00e4higkeit (\u03c3) als auch eine geringe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (\u03ba) aufweisen, um effektive thermoelektrische Materialien zu sein. Eine geringe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit stellt sicher, dass, wenn eine Seite erhitzt wird, die andere Seite kalt bleibt, was hilft, eine gro\u00dfe Spannung in einem Temperaturgradienten zu erzeugen.<\/p>\n<p>H\u00e4ufig verwendete thermoelektrische Materialien sind Bismuttellurid (Bi<sub>2<\/sub>Te<sub>3<\/sub>), Bleitellurid (PbTe) und Silizium-Germanium (SiGe). Welches Material verwendet wird, h\u00e4ngt von den Eigenschaften der W\u00e4rmequelle, des kalten Senks und dem Design des thermoelektrischen Generators ab.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/thermocouple-principle-of-operation-1.png\" alt=\"Thermocouples\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/thermocouples\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Thermoelemente sind elektrische Ger\u00e4te, die aus zwei unterschiedlichen elektrischen Leitern bestehen, die eine elektrische Verbindung bilden.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5738,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78500","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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