सीबेक, पेल्टियर और थॉमसन थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव
थर्मोइलेक्ट्रिक रेफ्रिजरेटर और जनरेटर का संचालन थर्मोइलेक्ट्रिक घटना पर आधारित है। इनमें सीबेक, पेल्टियर और थॉमसन प्रभाव शामिल हैं। ये प्रभाव तापीय ऊर्जा के विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण और विद्युत ऊर्जा के ठंडे ऊर्जा में रूपांतरण दोनों से संबंधित हैं।
तारों के थर्मोइलेक्ट्रिक गुण ताप और विद्युत धाराओं के बीच संबंध के कारण होते हैं:
- सीबेक प्रभाव - उद्भव थर्मामीटरों ईएमएफ इसके वर्गों के विभिन्न तापमानों पर असमान तारों की एक श्रृंखला में;
- पेल्टियर प्रभाव - दो अलग-अलग कंडक्टरों के संपर्क में गर्मी का अवशोषण या रिलीज जब एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह उनके माध्यम से गुजरता है;
- थॉमसन प्रभाव - एक ध्रुव से गुजरने पर किसी चालक के आयतन में ऊष्मा (सुपर-जूल) का अवशोषण या विमोचन, तापमान प्रवणता की उपस्थिति में विद्युत धारा।
सीबेक, पेल्टियर और थॉम्पसन प्रभाव गतिज घटनाओं में से हैं। वे आवेश और ऊर्जा के संचलन की प्रक्रियाओं से संबंधित हैं, इसलिए उन्हें अक्सर स्थानांतरण घटना कहा जाता है।एक क्रिस्टल में आवेश और ऊर्जा का दिशात्मक प्रवाह बाहरी बलों द्वारा उत्पन्न और बनाए रखा जाता है: विद्युत क्षेत्र, तापमान प्रवणता।
कणों का दिशात्मक प्रवाह (विशेष रूप से आवेश वाहक — इलेक्ट्रॉन और छेद) इन कणों के सांद्रण प्रवणता की उपस्थिति में भी होता है। चुंबकीय क्षेत्र स्वयं आवेश या ऊर्जा का निर्देशित प्रवाह नहीं बनाता है, लेकिन यह अन्य बाहरी प्रभावों द्वारा निर्मित प्रवाह को प्रभावित करता है।
सीबेकोव प्रभाव
सीबेक प्रभाव यह है कि यदि कई अलग-अलग कंडक्टरों से युक्त एक खुले विद्युत परिपथ में एक संपर्क तापमान T1 (गर्म जंक्शन) और दूसरा तापमान T2 (ठंडा जंक्शन) बनाए रखता है, तो इस शर्त के तहत कि T1 T2 के बराबर नहीं है सिरों पर एक थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल ई सर्किट पर दिखाई देता है। जब संपर्क बंद होते हैं, तो सर्किट में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देता है।
सीबेकोव प्रभाव:
कंडक्टर में एक तापमान प्रवणता की उपस्थिति में, चार्ज वाहकों का थर्मल प्रसार प्रवाह गर्म अंत से ठंडे अंत तक होता है। यदि विद्युत सर्किट खुला है, तो वाहक ठंडे अंत में जमा होते हैं, यदि ये इलेक्ट्रॉन हैं, और छेद चालन के मामले में सकारात्मक रूप से इसे नकारात्मक रूप से चार्ज करते हैं। इस मामले में, गैर-क्षतिपूर्ति आयन चार्ज गर्म अंत में रहता है।
परिणामी विद्युत क्षेत्र ठंडे सिरे की ओर वाहकों की गति को धीमा कर देता है और गर्म सिरे की ओर वाहकों की गति को तेज कर देता है। विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत तापमान प्रवणता शिफ्ट द्वारा गठित गैर-संतुलन वितरण समारोह और कुछ हद तक विकृत होता है। परिणामी वितरण ऐसा है कि धारा शून्य है। विद्युत क्षेत्र की शक्ति उस तापमान प्रवणता के समानुपाती होती है जिसके कारण यह हुआ।
आनुपातिकता कारक और उसके संकेत का मूल्य सामग्री के गुणों पर निर्भर करता है। विद्युत सीबेक क्षेत्र का पता लगाना और थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल को केवल विभिन्न सामग्रियों से बने सर्किट में मापना संभव है। संभावित संपर्कों में अंतर संपर्क में आने वाली सामग्रियों की रासायनिक क्षमता में अंतर के अनुरूप है।
पेल्टियर प्रभाव
पेल्टियर प्रभाव यह है कि जब एक प्रत्यक्ष धारा दो कंडक्टरों या अर्धचालकों से युक्त थर्मोकपल से होकर गुजरती है, तो एक निश्चित मात्रा में गर्मी संपर्क बिंदु पर जारी या अवशोषित होती है (वर्तमान की दिशा के आधार पर)।
जब इलेक्ट्रॉन एक विद्युत संपर्क के माध्यम से एक पी-प्रकार की सामग्री से एक एन-प्रकार की सामग्री में जाते हैं, तो उन्हें ऐसा करने के लिए एक ऊर्जा बाधा को दूर करना चाहिए और क्रिस्टल जाली (ठंडा जंक्शन) से ऊर्जा लेनी चाहिए। इसके विपरीत, एन-टाइप सामग्री से पी-टाइप सामग्री में जाने पर, इलेक्ट्रॉन जाली (गर्म जंक्शन) को ऊर्जा दान करते हैं।
पेल्टियर प्रभाव:
थॉमसन प्रभाव
थॉमसन प्रभाव यह है कि जब एक कंडक्टर या सेमीकंडक्टर के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है जिसमें जूल गर्मी के अलावा एक तापमान ढाल बनाया जाता है, तो एक निश्चित मात्रा में गर्मी जारी या अवशोषित होती है (वर्तमान की दिशा के आधार पर)।
इस प्रभाव का भौतिक कारण इस तथ्य से संबंधित है कि मुक्त इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा तापमान पर निर्भर करती है। तब इलेक्ट्रॉन ठंडे परिसर की तुलना में गर्म परिसर में अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं। बढ़ते तापमान के साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों का घनत्व भी बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह गर्म सिरे से ठंडे सिरे की ओर होता है।
धनात्मक आवेश गर्म सिरे पर और ऋणात्मक आवेश ठंडे सिरे पर जमा होता है। आवेशों का पुनर्वितरण इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को रोकता है और एक निश्चित संभावित अंतर पर इसे पूरी तरह से रोक देता है।
ऊपर वर्णित घटना छेद चालन वाले पदार्थों में इसी तरह से होती है, केवल अंतर यह है कि नकारात्मक चार्ज गर्म अंत में जमा होता है और ठंडे अंत में सकारात्मक चार्ज छेद होता है। इसलिए, मिश्रित चालकता वाले पदार्थों के लिए, थॉमसन प्रभाव नगण्य हो जाता है।
थॉमसन प्रभाव:
थॉमसन प्रभाव को व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं मिला है, लेकिन इसका उपयोग अर्धचालकों की अशुद्धता चालकता के प्रकार को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
सीबेक और पेल्टियर प्रभावों का व्यावहारिक उपयोग
थर्मोइलेक्ट्रिक घटनाएं: सीबेक और पेल्टियर प्रभाव - विद्युत ऊर्जा कन्वर्टर्स के लिए मशीन रहित गर्मी में व्यावहारिक अनुप्रयोग खोजें - थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (टीईजी), ताप पम्पों में - शीतलन उपकरण, थर्मोस्टैट्स, एयर कंडीशनर, मापने और नियंत्रण प्रणालियों जैसे तापमान सेंसर, ताप प्रवाह में (देखें - थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स).
थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों के केंद्र में विशेष अर्धचालक तत्व-ट्रांसड्यूसर (थर्मोएलेमेंट्स, थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल) हैं, उदाहरण के लिए, जैसे TEC1-12706। यहाँ और पढ़ें: पेल्टियर तत्व - यह कैसे काम करता है और कैसे जांचें और कनेक्ट करें