Термодиод - Thermal diode

Период, термин "термодиод"иногда используется для обозначения (возможно, неэлектрического) устройства, которое позволяет теплу течь преимущественно в одном направлении. Или этот термин может использоваться для описания электрического (полупроводник ) диод в отношении теплового эффекта или функции. Или этот термин можно использовать для описания обеих ситуаций, когда электрический диод используется в качестве теплового насоса или термоэлектрического охладителя.

Односторонний тепловой поток

Тепловой диод в этом смысле - это устройство, термическое сопротивление отличается для теплового потока в одном направлении, чем для теплового потока в другом направлении. То есть, когда первая клемма теплового диода горячее, чем вторая, тепло будет легко течь от первой ко второй, но когда вторая клемма горячее, чем первая, от второй к первой будет поступать мало тепла.

Впервые такой эффект был обнаружен в медь –закись меди интерфейс Чонси Старр в 1930-е гг. Начиная с 2002 г., для объяснения этого эффекта были предложены теоретические модели. В 2006 году были созданы первые микроскопические твердотельные тепловые диоды.[1] В апреле 2015 г. итальянские исследователи CNR анонсирована разработка рабочего термодиода,[2] публикация результатов в Природа Нанотехнологии.[3]

Тепловые сифоны может действовать как односторонний тепловой поток. Тепловые трубы работает в сила тяжести может также иметь такой эффект.

Тепловой эффект или функция электрического диода

Сенсорное устройство, встроенное в микропроцессоры, используемое для контроля температуры кристалла процессора, также известно как «тепловой диод».

Это применение термодиода основано на свойстве электрических диодов изменять напряжение на нем линейно в зависимости от температуры. С повышением температуры прямое напряжение на диодах уменьшается. Микропроцессоры с высокой тактовой частотой испытывают высокие тепловые нагрузки. Для контроля температурных пределов используются термодиоды. Обычно они размещаются в той части ядра процессора, где наблюдается самая высокая температура. Напряжение, развиваемое на нем, зависит от температуры диода. Все современные процессоры Intel имеют встроенные термодиоды. Поскольку датчик расположен непосредственно на кристалле процессора, он обеспечивает наиболее локальные и актуальные показания температуры процессора. Кремниевые диоды имеют температурную зависимость -2 мВ на градус Цельсия. Таким образом, температуру перехода можно определить, пропустив заданный ток через диод и затем измерив напряжение, возникающее на нем. Помимо процессоров, та же технология широко используется в специализированных ИС датчиков температуры.

Термоэлектрический тепловой насос или охладитель

Есть два типа. Один использует полупроводник, или менее эффективный металл, т.е. термопары, работая по принципам Эффект Пельтье-Зеебека. Другой основан на электронных лампах и принципах термоэлектронная эмиссия.

Устройства Пельтье

Достижения

С 2009 года команда Массачусетского технологического института работает над созданием тепловых диодов, преобразующих тепло в электричество при более низких температурах, чем раньше.[4] Это может быть использовано при строительстве двигателей или при производстве электроэнергии. Эффективность существующих тепловых диодов составляет около 18% в диапазоне температур от 200 до 300 градусов Цельсия.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ван, Лэй; Ли, Баовенг (март 2008 г.). «Фононика становится горячей». Мир физики. 21 (3): 27–29. Дои:10.1088/2058-7058/21/03/31.
  2. ^ https://www.cnr.it/it/comunicato-stampa/6045/ CNR - Diodo termico, dove il calore va a senso unico
  3. ^ Мартинес-Перес, Мария Хосе; Форньери, Антонио; Джазотто, Франческо (2015). «Выпрямление электронного теплового тока с помощью гибридного термодиода». Природа Нанотехнологии. 10 (4): 303–307. arXiv:1403.3052. Дои:10.1038 / nnano.2015.11. PMID  25705868.
  4. ^ Новости MIT - Превращение тепла в электричество
  5. ^ [1]

внешняя ссылка