Calculadora Corriente máxima de electrones por unidad de área

✖La constante de emisión es una constante. Una constante de emisión es un valor numérico o coeficiente utilizado en ecuaciones matemáticas.ⓘ Constante de emisión [A]			+10% -10%
✖La temperatura es una cantidad física que describe el nivel de energía térmica en un sistema.ⓘ Temperatura [T]			+10% -10%
✖La función de trabajo es una medida de la cantidad mínima de energía necesaria para extraer un electrón de una superficie sólida y liberarlo.ⓘ Función del trabajo [Φ]			+10% -10%

✖La densidad de corriente es una medida del flujo de carga eléctrica a través de un área determinada de un conductor.ⓘ Corriente máxima de electrones por unidad de área [J]

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Fórmula

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Corriente máxima de electrones por unidad de área

Fórmula

`"J" = "A"*"T"^2*exp(-"Φ"/("[BoltZ]"*"T"))`

Ejemplo

`"3.138127A/cm²"="120"*("1100K")^2*exp(-"0.8eV"/("[BoltZ]"*"1100K"))`

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Corriente máxima de electrones por unidad de área Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Densidad actual = Constante de emisión*Temperatura^2*exp(-Función del trabajo/([BoltZ]*Temperatura))
J = A*T^2*exp(-Φ/([BoltZ]*T))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 4 Variables

Constantes utilizadas

[BoltZ] - constante de Boltzmann Valor tomado como 1.38064852E-23

Funciones utilizadas

exp - En una función exponencial, el valor de la función cambia en un factor constante por cada cambio de unidad en la variable independiente., exp(Number)

Variables utilizadas

Densidad actual - (Medido en Amperio por metro cuadrado) - La densidad de corriente es una medida del flujo de carga eléctrica a través de un área determinada de un conductor.
Constante de emisión - La constante de emisión es una constante. Una constante de emisión es un valor numérico o coeficiente utilizado en ecuaciones matemáticas.
Temperatura - (Medido en Kelvin) - La temperatura es una cantidad física que describe el nivel de energía térmica en un sistema.
Función del trabajo - (Medido en Joule) - La función de trabajo es una medida de la cantidad mínima de energía necesaria para extraer un electrón de una superficie sólida y liberarlo.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Constante de emisión: 120 --> No se requiere conversión
Temperatura: 1100 Kelvin --> 1100 Kelvin No se requiere conversión
Función del trabajo: 0.8 Electron-Voltio --> 1.28174186400001E-19 Joule (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

J = A*T^2*exp(-Φ/([BoltZ]*T)) --> 120*1100^2*exp(-1.28174186400001E-19/([BoltZ]*1100))

Evaluar ... ...

J = 31381.2706241948

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

31381.2706241948 Amperio por metro cuadrado -->3.13812706241948 Amperio por centímetro cuadrado (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

3.13812706241948 ≈ 3.138127 Amperio por centímetro cuadrado <-- Densidad actual

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Nisarg

Instituto Indio de Tecnología, Roorlee (IITR), Roorkee

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Verificada por parminder singh

Universidad de Chandigarh (CU), Punjab

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Densidad de corriente del cátodo al ánodo

Vamos Densidad de corriente del cátodo = Constante de emisión*Temperatura del cátodo^2*exp(-([Charge-e]*Voltaje catódico)/([BoltZ]*Temperatura del cátodo))

Corriente máxima de electrones por unidad de área

Vamos Densidad actual = Constante de emisión*Temperatura^2*exp(-Función del trabajo/([BoltZ]*Temperatura))

Energía cinética neta de electrones

Vamos Energía neta de electrones = Densidad de corriente del cátodo*((2*[BoltZ]*Temperatura del cátodo)/[Charge-e])

Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi

Vamos Tensión de salida = (Nivel de energía de Fermi del ánodo-Nivel de energía de Fermi del cátodo)/[Charge-e]

Potencia de salida del generador

Vamos Salida de potencia = Tensión de salida*(Densidad de corriente del cátodo-Densidad de corriente del ánodo)

Consumo de carbón por hora

Vamos Consumo de carbón por hora = Entrada de calor por hora/Valor calorífico del carbón

Eficiencia del ciclo de Rankine

Vamos Eficiencia del ciclo de Rankine = Producción neta de trabajo/Calor suministrado

Voltaje de salida dadas funciones de trabajo de ánodo y cátodo

Vamos Tensión de salida = Función de trabajo del cátodo-Función de trabajo del ánodo

Energía mínima requerida por el electrón para salir del cátodo

Vamos Energía neta = Densidad de corriente del cátodo*Voltaje catódico

Eficiencia general de la central eléctrica

Vamos Eficiencia general = Eficiencia térmica*Eficiencia Eléctrica

Eficiencia térmica de la central eléctrica

Vamos Eficiencia térmica = Eficiencia general/Eficiencia Eléctrica

Voltaje de salida dado voltajes de ánodo y cátodo

Vamos Tensión de salida = Voltaje catódico-Voltaje del ánodo

Corriente máxima de electrones por unidad de área Fórmula

Densidad actual = Constante de emisión*Temperatura^2*exp(-Función del trabajo/([BoltZ]*Temperatura))
J = A*T^2*exp(-Φ/([BoltZ]*T))

¿Cuál es la potencia máxima de salida del generador termoiónico?

Un solo TEG genera potencia de 1 a 125 W. El uso de más TEG en una conexión modular puede aumentar la potencia hasta 5 kW y Δ T max podría ser superior a 70 °C. Fuente de calor, por ejemplo, un sistema de tubería de calor (los dispositivos TEG y el sistema de tubería de calor se pueden usar juntos en sistemas de recuperación de calor residual).

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