Corrente máxima de elétrons por unidade de área Calculadora

✖Constante de emissão é uma constante. Uma constante de emissão é um valor numérico ou coeficiente usado em equações matemáticas.ⓘ Constante de emissão [A]			+10% -10%
✖A temperatura é uma quantidade física que descreve o nível de energia térmica em um sistema.ⓘ Temperatura [T]			+10% -10%
✖Função de Trabalho é uma medida da quantidade mínima de energia necessária para remover um elétron de uma superfície sólida e libertá-lo.ⓘ Função no trabalho [Φ]			+10% -10%

✖A densidade de corrente é uma medida do fluxo de carga elétrica através de uma determinada área de um condutor.ⓘ Corrente máxima de elétrons por unidade de área [J]

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Fórmula

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Corrente máxima de elétrons por unidade de área

Fórmula

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

Exemplo

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

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Corrente máxima de elétrons por unidade de área Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Densidade atual = Constante de emissão*Temperatura^2*exp(-Função no trabalho/([BoltZ]*Temperatura))
J = A*T^2*exp(-Φ/([BoltZ]*T))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 4 Variáveis

Constantes Usadas

[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valor considerado como 1.38064852E-23

Funções usadas

exp - Em uma função exponencial, o valor da função muda por um fator constante para cada mudança unitária na variável independente., exp(Number)

Variáveis Usadas

Densidade atual - (Medido em Ampere por Metro Quadrado) - A densidade de corrente é uma medida do fluxo de carga elétrica através de uma determinada área de um condutor.
Constante de emissão - Constante de emissão é uma constante. Uma constante de emissão é um valor numérico ou coeficiente usado em equações matemáticas.
Temperatura - (Medido em Kelvin) - A temperatura é uma quantidade física que descreve o nível de energia térmica em um sistema.
Função no trabalho - (Medido em Joule) - Função de Trabalho é uma medida da quantidade mínima de energia necessária para remover um elétron de uma superfície sólida e libertá-lo.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Constante de emissão: 120 --> Nenhuma conversão necessária
Temperatura: 1100 Kelvin --> 1100 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Função no trabalho: 0.8 Electron-Volt --> 1.28174186400001E-19 Joule (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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

Avaliando ... ...

J = 31381.2706241948

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

31381.2706241948 Ampere por Metro Quadrado -->3.13812706241948 Ampere por Centímetro Quadrado (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

3.13812706241948 ≈ 3.138127 Ampere por Centímetro Quadrado <-- Densidade atual

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por nisarg

Instituto Indiano de Tecnologia, Roorlee (IITR), Roorkee

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Verificado por Parminder Singh

Universidade de Chandigarh (CU), Punjab

Parminder Singh verificou esta calculadora e mais 600+ calculadoras!

< 12 Usina Térmica Calculadoras

Densidade de corrente do cátodo ao ânodo

Vai Densidade de corrente catódica = Constante de emissão*Temperatura do cátodo^2*exp(-([Charge-e]*Tensão catódica)/([BoltZ]*Temperatura do cátodo))

Corrente máxima de elétrons por unidade de área

Vai Densidade atual = Constante de emissão*Temperatura^2*exp(-Função no trabalho/([BoltZ]*Temperatura))

Energia cinética líquida do elétron

Vai Energia líquida de elétrons = Densidade de corrente catódica*((2*[BoltZ]*Temperatura do cátodo)/[Charge-e])

Tensão de saída dados níveis de energia Fermi

Vai Voltagem de saída = (Nível de energia do ânodo Fermi-Nível de energia do cátodo Fermi)/[Charge-e]

Saída de energia do gerador

Vai Potência da saída = Voltagem de saída*(Densidade de corrente catódica-Densidade atual do ânodo)

Consumo de Carvão por Hora

Vai Consumo de Carvão por Hora = Entrada de calor por hora/Valor Calorífico do Carvão

Tensão de saída dada funções de trabalho de ânodo e cátodo

Vai Voltagem de saída = Função de trabalho catódico-Função de trabalho do ânodo

Eficiência do Ciclo Rankine

Vai Eficiência do Ciclo Rankine = Resultado líquido de trabalho/Calor fornecido

Energia mínima exigida pelo elétron para sair do cátodo

Vai Energia Líquida = Densidade de corrente catódica*Tensão catódica

Eficiência Térmica da Central Elétrica

Vai Eficiência térmica = Eficiência Geral/Eficiência Elétrica

Eficiência geral da central elétrica

Vai Eficiência Geral = Eficiência térmica*Eficiência Elétrica

Tensão de saída dadas as tensões de ânodo e cátodo

Vai Voltagem de saída = Tensão catódica-Tensão do ânodo

Corrente máxima de elétrons por unidade de área Fórmula

Densidade atual = Constante de emissão*Temperatura^2*exp(-Função no trabalho/([BoltZ]*Temperatura))
J = A*T^2*exp(-Φ/([BoltZ]*T))

Qual é a potência máxima de saída do gerador termiônico?

Um único TEG gera potência de 1 a 125 W. O uso de mais TEGs em uma conexão modular pode aumentar a potência em até 5 kW e Δ T máx pode ser maior que 70°C. Fonte de calor, por exemplo, um sistema de tubo de calor (os dispositivos TEG e o sistema de tubo de calor podem ser usados juntos em sistemas de recuperação de calor residual).

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