Calculadora Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi

✖El nivel de energía de Fermi del ánodo es un concepto en física del estado sólido que se refiere al nivel de energía en el que existe un 50% de probabilidad de encontrar un electrón a temperatura del cero absoluto.ⓘ Nivel de energía de Fermi del ánodo [εf_a]			+10% -10%
✖El nivel de energía de Fermi del cátodo es un concepto en física del estado sólido que se refiere al nivel de energía en el que existe un 50% de probabilidad de encontrar un electrón a temperatura del cero absoluto.ⓘ Nivel de energía de Fermi del cátodo [εf_c]			+10% -10%

✖El voltaje de salida es la diferencia de potencial neta. El voltaje de salida se refiere a la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales positivo y negativo de un dispositivo o circuito.ⓘ Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi [V_out]

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Fórmula

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Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi

Fórmula

`"V"_{"out"} = ("εf"_{"a"}-"εf"_{"c"})/"[Charge-e]"`

Ejemplo

`"0.27V"=("2.87eV"-"2.6eV")/"[Charge-e]"`

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Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tensión de salida = (Nivel de energía de Fermi del ánodo-Nivel de energía de Fermi del cátodo)/[Charge-e]
V_out = (εf_a-εf_c)/[Charge-e]
Esta fórmula usa 1 Constantes, 3 Variables

Constantes utilizadas

[Charge-e] - carga de electrones Valor tomado como 1.60217662E-19

Variables utilizadas

Tensión de salida - (Medido en Voltio) - El voltaje de salida es la diferencia de potencial neta. El voltaje de salida se refiere a la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales positivo y negativo de un dispositivo o circuito.
Nivel de energía de Fermi del ánodo - (Medido en Joule) - El nivel de energía de Fermi del ánodo es un concepto en física del estado sólido que se refiere al nivel de energía en el que existe un 50% de probabilidad de encontrar un electrón a temperatura del cero absoluto.
Nivel de energía de Fermi del cátodo - (Medido en Joule) - El nivel de energía de Fermi del cátodo es un concepto en física del estado sólido que se refiere al nivel de energía en el que existe un 50% de probabilidad de encontrar un electrón a temperatura del cero absoluto.

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

Nivel de energía de Fermi del ánodo: 2.87 Electron-Voltio --> 4.59824893710002E-19 Joule (Verifique la conversión aquí)
Nivel de energía de Fermi del cátodo: 2.6 Electron-Voltio --> 4.16566105800002E-19 Joule (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

V_out = (εf_a-εf_c)/[Charge-e] --> (4.59824893710002E-19-4.16566105800002E-19)/[Charge-e]

Evaluar ... ...

V_out = 0.27000011964973

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

0.27000011964973 Voltio --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

0.27000011964973 ≈ 0.27 Voltio <-- Tensión de salida

(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

Voltaje de salida dados los niveles de energía de Fermi Fórmula

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

¿Cuáles son las ventajas de los generadores de energía termoiónicos?

Los generadores termoiónicos tienen ciertas ventajas sobre otros convertidores de energía, como el motor térmico de Carnot tradicional, que convierte el calor en energía mecánica en forma de trabajo. Una ventaja del proceso termoiónico es que no hay partes móviles en el sistema, lo que permite una vida útil operativa muy prolongada. Además, los convertidores termoiónicos se pueden fabricar a una escala mucho más pequeña que el motor de Carnot, lo que abre la puerta a posibilidades de conversión de energía térmica a microescala.

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