Эвтектический термоэлемент в магнитном поле
Разновидностью короткозамкнутого термоэлемента является термоэлемент, выполненный из материалов, содержащих тонкие строго ориентированные иглообразные включения, обладающие существенно большей электропроводностью по сравнению с основным веществом. Типичным примером такого материала является InSb-NiSb. Термоэлемент выполняется в виде прямоугольного бруска, две противоположные грани которого приводятся в тепловой контакт с нагревателем и холодильником (рис.2.56). Ток I0 возникает в термоэлементе вследствие закорачивания термоЭДС игольчатыми эвтектическими включениями (рис.2.57).
Для расчета параметров термоэлемента можно воспользоваться методикой, приведенной в работах [99, 112, 113]. Суть метода заключается в том, что реальная неоднородная модель материала термоэлемента заменяется однородной анизотропной. Компоненты тензоров кинетических коэффициентов определяются при соответствующей ориентации вещества относительно магнитного поля и градиента температуры (рис.2.58).
Как следует из (2.277), для эвтектических элементов целесообразно выбирать материалы с большой подвижностью носителей тока и по возможности малыми значениями теплопроводности. Так, для InSb короткое замыкание приводит к увеличению добротности от 2-10"6 К-1 до 10"4 К-1. Некоторое увеличение добротности материала достигается легированием InSb примесью GaSb в количестве Ga01In09Sb. Это приводит к уменьшению теплопроводности примерно на 50% при неизменных остальных параметрах.
Необходимо иметь в виду, что в пределах рассматриваемой анизотропной модели формула (2.277) не может быть использована для оптимизации короткозамкнутого материала по числу замыкающих эвтектических включений, их геометрическим размерам, электропроводности, термоЭДС и др.