Palabras clave
frecuencias angulares termoeléctricas
caracterización termoeléctrica
Cómo citar
Resumen
La presente investigación tiene como objetivo introducir la teoría de la respuesta natural de los circuitos eléctricos al estudio de la termoelectricidad y la caracterización de dispositivos y materiales termoeléctricos. Se encontraron nuevas ecuaciones para calcular la resistencia térmica de los contactos
???????????????????? y ????????????????, la conductancia térmica ???????? y la figura de mérito ????????. Además, permite determinar las constantes de tiempo características ????????, ????????, ???????????? y los tiempos de relajación; así como calcular las capacitancias termoeléctricas relacionadas con el dispositivo, el material y los contactos térmicos. También, se predicen las frecuencias angulares características ????????, ???????? y ????????????. La nueva teoría descrita satisface la ley de enfriamiento de Newton, la teoría de los coeficientes de transporte térmico de Luttinger y el comportamiento del circuito eléctrico de primer y segundo orden. Adicionalmente, pone a disposición la predicción de los coeficientes de transporte y la caracterización in situ. Al igual que el método de Harman, estos parámetros se pueden medir simultáneamente en la misma muestra.
Citas
[2] J. C. Peltier, «Nouvelles experiences sur la caloricite des courans electrique,» Annales de Chimie et de Physique, vol. LVI, pp. 371-386, 1834.
[3] S. Lineykin y S. Ben-Yaakov, «Modeling and analysis of thermoelectric modules,» IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 43, nº 2, pp. 505-512, 2007.
[4] D. M. Rowe, CRC Handbook of Thermoelectrics, Boca Raton: Taylor & Francis, 1995, pp. 192-212.
[5] V. Zlatic y R. Monnie, Modern Theory of Thermoelectricity, New York: Oxford University Press, 2014.
[6] S. LeBlanc, S. K. Yee, M. L. Scullin, C. Dames y K. E. Goodson, «Material and manufacturing cost considerations for thermoelectrics,» Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 32, pp. 313-327, 2014.
[7] A. F. Ioffe, Semiconductor Thermoelements and Thermoelectric Refrigeration, London: Infosearch, 1957.
[8] H. Wang, S. Bai, L. Chen, A. Cuenat, G. Joshi, H. Kleinke, J. König, H. W. Lee, J. Martin, M. W. Oh y W. D. Poter, «International round-robin study of the thermoelectric transport properties of an n-Type half-heusler compound from 300 K to 773 K,» Journal of Electronic Materials, vol. 44, nº 11, pp. 4482-4491, 2015.
[9] T. C. Harman, «Special techniques for measurement of thermoelectric properties,» Journal of Applied Physics, vol. 29, nº 9, pp. 1373-1374, 1958.
[10] H. Iwasaki, M. Koyano y H. Hori, «Evaluation of the figure of merit on thermoelectric materials by Harman method,» Japanese journal of applied physics, vol. 41, nº 11R, p. 6606, 2002.
[11] R. Venkatasubramanian, E. Siivola, T. Colpitts y B. O'quinn, «Thin-film thermoelectric devices with high room-temperature figures of merit.,» Nature, vol. 413, nº 6856, pp. 597- 602, 2001.
[12] J. Cape y G. W. Lehman, «Temperature and finite pulse‐time effects in the flash method for measuring thermal diffusivity,» Journal of applied physics, vol. 34, nº 7, pp. 1909-1913, 1963.
[13] G. Min y D. M. Rowe, «A novel principle allowing rapid and accurate measurement of a dimensionless thermoelectric figure of merit,» Measurement Science and Technology, vol. 12, nº 8, p. 1261, 2001.
[14] A. D. Downey, T. P. Hogan y B. Cook, «Characterization of thermoelectric elements and devices by impedance spectroscopy,» Review of Scientific Instruments, vol. 78, nº 9, p. 093904, 2007.
[15] A. De Marchi y V. Giaretto, «An accurate new method to measure the dimensionless figure of merit of thermoelectric devices based on the complex impedance porcupine diagram,» Review of Scientific Instruments, vol. 82, nº 10, p. 104904, 2011.
[16] J. García-Cañadas y G. Min, «Impedance spectroscopy models for the complete characterization of thermoelectric materials,» Journal of Applied Physics, vol. 116, nº 17, p. 174510, 2014.
[17] Y. Apertet y H. Ouerdane, «Small-signal model for frequency analysis of thermoelectric systems,» Energy Conversion and Management, vol. 149, pp. 564-569, 2017.
[18] J. M. Luttinger, «Theory of thermal transport coefficients,» Physical Review, vol. 135, nº 6A, p. A1505, 1964.
[19] R. E. Pirela y S. R. Velásquez, «Forced Response of Thermoelectric Materials and Devices,» IEEE Latin America Transactions, vol. 20, nº 8, 2022.
[20] UNESCO, «UNESCO moving forward the 2030 Agenda for Sustainable Development,» United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, Paris, France, 2017.
[21] C. K. Alexander y M. N. Sadiku, Fundamentals of electric circuits, vol. 4, New York: McGraw-Hill, 2009.
[22] Anonymous, «Scala graduum Caloris. Calorum Descriptiones & signa,» Philosophical Transactions, vol. 270, nº 22, p. 824–829, 1701.
[23] Kryotherm Co., «Thermoelectric coolers for industrial applications - Standard single stage thermoelectric coolers: TB-127-1.4-1.2.,» Kryotherm Co., products, online. Available: http://www.kryotherm.ru, p. 1, 2021.
