ಸೀಬೆಕ್, ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಮತ್ತು ಥಾಮ್ಸನ್ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು
ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಜನರೇಟರ್ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಸೀಬೆಕ್, ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಮತ್ತು ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಶೀತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಎರಡಕ್ಕೂ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ.
ತಂತಿಗಳ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಶಾಖ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದಾಗಿ:
- ಸೀಬೆಕ್ ಪರಿಣಾಮ - ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆ ಥರ್ಮೋ-ಇಎಮ್ಎಫ್ ಅಸಮ ತಂತಿಗಳ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ, ಅದರ ವಿಭಾಗಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ;
- ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮ - ನೇರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ವಾಹಕಗಳ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆ;
- ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮ - ಧ್ರುವದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವಾಗ ವಾಹಕದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ (ಸೂಪರ್-ಜೌಲ್) ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆ, ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ.
ಸೀಬೆಕ್, ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಮತ್ತು ಥಾಂಪ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಚಲನ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿವೆ. ಅವು ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಚಲನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವರ್ಗಾವಣೆ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಹರಿವುಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ, ತಾಪಮಾನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್.
ಕಣಗಳ ದಿಕ್ಕಿನ ಹರಿವು (ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳು - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು) ಈ ಕಣಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಹ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಸ್ವತಃ ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯ ನಿರ್ದೇಶನದ ಹರಿವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಇದು ಇತರ ಬಾಹ್ಯ ಪ್ರಭಾವಗಳಿಂದ ರಚಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹರಿವಿನ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
ಸೀಬೆಕೋವ್ ಪರಿಣಾಮ
ಸೀಬೆಕ್ ಪರಿಣಾಮವೆಂದರೆ ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ತೆರೆದ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ತಾಪಮಾನ T1 (ಹಾಟ್ ಜಂಕ್ಷನ್) ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ತಾಪಮಾನ T2 (ಶೀತ ಜಂಕ್ಷನ್) ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿದರೆ, ನಂತರ T1 T2 ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಷರತ್ತಿನ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತುದಿಗಳಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್ E ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಮುಚ್ಚಿದಾಗ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಸೀಬೆಕೋವ್ ಪರಿಣಾಮ:
ಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ಗಳ ಉಷ್ಣ ಪ್ರಸರಣ ಹರಿವು ಬಿಸಿ ತುದಿಯಿಂದ ಶೀತದ ಅಂತ್ಯಕ್ಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ತೆರೆದಿದ್ದರೆ, ನಂತರ ವಾಹಕಗಳು ಶೀತದ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಾಗಿದ್ದರೆ ಅದನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರದ ವಹನದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪರಿಹಾರವಿಲ್ಲದ ಅಯಾನು ಚಾರ್ಜ್ ಬಿಸಿ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ.
ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಶೀತದ ತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ ವಾಹಕಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ ವಾಹಕಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ನಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಿತರಣಾ ಕಾರ್ಯವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ವಿರೂಪಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿತರಣೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಅದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಅನುಪಾತದ ಅಂಶದ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಅದರ ಚಿಹ್ನೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೀಬೆಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೋಟಿವ್ ಬಲವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂಪರ್ಕಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬರುವ ವಸ್ತುಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮ
ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮವೆಂದರೆ ನೇರ ಪ್ರವಾಹವು ಎರಡು ವಾಹಕಗಳು ಅಥವಾ ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಥರ್ಮೋಕೂಲ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ (ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ) ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು p-ಮಾದರಿಯ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ n-ಮಾದರಿಯ ವಸ್ತುವಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಅವು ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಜಯಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಹಾಗೆ ಮಾಡಲು ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯಿಂದ (ಕೋಲ್ಡ್ ಜಂಕ್ಷನ್) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, n-ಮಾದರಿಯ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ p-ಮಾದರಿಯ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಹೋಗುವಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಲ್ಯಾಟಿಸ್ಗೆ (ಹಾಟ್ ಜಂಕ್ಷನ್) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ದಾನ ಮಾಡುತ್ತವೆ.
ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮ:
ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮ
ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವೆಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅಥವಾ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವಾಗ ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಿದಾಗ, ಜೌಲ್ ಶಾಖದ ಜೊತೆಗೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ).
ಈ ಪರಿಣಾಮದ ಭೌತಿಕ ಕಾರಣವು ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಶೀತಕ್ಕಿಂತ ಬಿಸಿ ಸಂಯುಕ್ತದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಉಷ್ಣತೆಯೊಂದಿಗೆ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬಿಸಿ ತುದಿಯಿಂದ ಶೀತದ ತುದಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹರಿವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.
ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಬಿಸಿ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಶೀತದ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಚಾರ್ಜ್ಗಳ ಪುನರ್ವಿತರಣೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹರಿವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ.
ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು ರಂಧ್ರ ವಹನದೊಂದಿಗೆ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಒಂದೇ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಬಿಸಿ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶೀತದ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ರಂಧ್ರಗಳು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮಿಶ್ರ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವು ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿದೆ.
ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮ:
ಥಾಮ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ವಾಹಕತೆಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
ಸೀಬೆಕ್ ಮತ್ತು ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಬಳಕೆ
ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು: ಸೀಬೆಕ್ ಮತ್ತು ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು - ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಿಗೆ ಯಂತ್ರರಹಿತ ಶಾಖದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಿ - ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು (TEG), ಶಾಖ ಪಂಪ್ಗಳಲ್ಲಿ - ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳು, ಥರ್ಮೋಸ್ಟಾಟ್ಗಳು, ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣಗಳು, ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳು, ಶಾಖದ ಹರಿವಿನಂತಹ ಅಳತೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ (ನೋಡಿ- ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು).
ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅಂಶಗಳು-ಟ್ರಾನ್ಸ್ಡ್ಯೂಸರ್ಗಳು (ಥರ್ಮೋಲೆಮೆಂಟ್ಸ್, ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳು), ಉದಾಹರಣೆಗೆ, TEC1-12706. ಇಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಓದಿ: ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಅಂಶ - ಇದು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೇಗೆ ಪರಿಶೀಲಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕಿಸುವುದು