थॉमसन प्रभाव - एक थर्मोइलेक्ट्रिक घटना
जब किसी तार में प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित होती है तो उस तार को तद्नुसार गर्म किया जाता है जूल-लेनज़ कानून के साथ: कंडक्टर की प्रति इकाई मात्रा में जारी थर्मल पावर वर्तमान घनत्व के उत्पाद और कंडक्टर में कार्यरत विद्युत क्षेत्र की ताकत के बराबर है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि वे जो विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत तार में चलते हैं मुक्त इलेक्ट्रॉन, एक करंट बनाते हुए, रास्ते में क्रिस्टल जाली के नोड्स से टकराते हैं और उनकी गतिज ऊर्जा का हिस्सा उनमें स्थानांतरित कर देते हैं, परिणामस्वरूप, क्रिस्टल जाली के नोड्स अधिक दृढ़ता से कंपन करने लगते हैं, अर्थात कंडक्टर का तापमान इसकी मात्रा भर में उगता है।
अधिक विद्युत क्षेत्र की ताकत एक तार में - मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति जितनी अधिक होती है, क्रिस्टल जाली के नोड्स से टकराने से पहले उन्हें तेज करने का समय मिलता है, उतनी ही अधिक गतिज ऊर्जा उनके पास मुक्त पथ पर प्राप्त करने का समय होता है और जितना अधिक गति वे नोड्स में स्थानांतरित करते हैं उनके साथ टकराव के रास्ते पर इस समय क्रिस्टल जाली।यह स्पष्ट है कि विद्युत क्षेत्र जितना अधिक होता है, कंडक्टर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को त्वरित किया जाता है, कंडक्टर के आयतन में उतनी ही अधिक गर्मी निकलती है।
आइए अब कल्पना करें कि एक तरफ का तार गर्म हो गया है। अर्थात्, एक छोर का तापमान दूसरे छोर से अधिक होता है, जबकि दूसरे सिरे का तापमान आसपास की हवा के समान होता है। इसका मतलब यह है कि कंडक्टर के गर्म हिस्से में मुक्त इलेक्ट्रॉनों में दूसरे हिस्से की तुलना में थर्मल गति की गति अधिक होती है।
यदि आप तार को अभी अकेला छोड़ देते हैं, तो यह धीरे-धीरे ठंडा हो जाएगा। कुछ ऊष्मा सीधे आसपास की हवा में स्थानांतरित हो जाएगी, कुछ गर्मी तार के कम गर्म पक्ष में और उससे आसपास की हवा में स्थानांतरित हो जाएगी।
इस मामले में, थर्मल गति की उच्च दर वाले मुक्त इलेक्ट्रॉन कंडक्टर के कम गर्म हिस्से में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को गति स्थानांतरित करेंगे, जब तक कि कंडक्टर की पूरी मात्रा में तापमान बराबर न हो जाए, यानी थर्मल की दर तक चालक के पूरे आयतन में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति समान होती है।
आइए प्रयोग को जटिल बनाते हैं। हम तार को एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत से जोड़ते हैं, पक्ष को एक लौ के साथ गर्म करते हैं जिससे स्रोत का नकारात्मक टर्मिनल जुड़ा होगा। स्रोत द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, तार में मुक्त इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक टर्मिनल से धनात्मक टर्मिनल की ओर बढ़ना शुरू कर देंगे।
इसके अलावा, तार को पहले से गरम करके बनाया गया तापमान अंतर इन इलेक्ट्रॉनों को माइनस से प्लस तक ले जाने में योगदान देगा।
हम कह सकते हैं कि स्रोत का विद्युत क्षेत्र तार के साथ गर्मी फैलाने में मदद करता है, लेकिन गर्म सिरे से ठंडे सिरे की ओर जाने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉन आमतौर पर धीमे हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि वे अतिरिक्त ऊष्मा ऊर्जा को आसपास के परमाणुओं में स्थानांतरित कर देते हैं।
अर्थात्, मुक्त इलेक्ट्रॉनों के आसपास के परमाणुओं की दिशा में, जूल-लेनज़ ऊष्मा के सापेक्ष अतिरिक्त ऊष्मा निकलती है।
अब तार के एक तरफ को फिर से ज्वाला से गर्म करें, लेकिन वर्तमान स्रोत को सकारात्मक लीड के साथ गर्म पक्ष से जोड़ दें। नकारात्मक टर्मिनल की तरफ, कंडक्टर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों में थर्मल गति की गति कम होती है, लेकिन स्रोत के विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत वे गर्म अंत तक पहुंच जाते हैं।
तार को पहले से गरम करके बनाए गए मुक्त इलेक्ट्रॉनों की ऊष्मीय गति इन इलेक्ट्रॉनों की गति को माइनस से प्लस तक प्रचारित करती है। ठंडे सिरे से गर्म सिरे की ओर जाने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉनों को आमतौर पर गर्म तार से ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करके त्वरित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि वे मुक्त इलेक्ट्रॉनों के आसपास के परमाणुओं की ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।
यह प्रभाव पाया गया 1856 में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसनजिससे यह मिला एक समान रूप से गैर-समान रूप से गर्म प्रत्यक्ष वर्तमान कंडक्टर में, जौल-लेनज़ कानून के अनुसार जारी गर्मी के अलावा, वर्तमान की दिशा (तीसरे थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव) के आधार पर कंडक्टर की मात्रा में अतिरिक्त गर्मी जारी या अवशोषित की जाएगी। .
थॉमसन ऊष्मा की मात्रा धारा के परिमाण, धारा की अवधि और चालक में तापमान के अंतर के समानुपाती होती है।टी - थॉमसन गुणांक, जो वोल्ट प्रति केल्विन में व्यक्त किया गया है और इसका आकार समान है थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल.
अन्य थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव: सीबेक और पेल्टियर प्रभाव