د سیبک افکار: چې د درجې فرق په وسیله برق تولید کیږي

د سیبک افکت د ټیمپریچر فرقونو تر اړیکه د الکټریکي ولټیج لخوا او وروسته پرانیستل دی. دا د توماس جان سیبک، د ژرمن فيزیکسټ نومېږي چې د ۱۸۲۱ کال کې دا کشف کړی. د سیبک افکت د ترموکوپلونو، ترموالکټریکی ژنراتورونو او سپین کالوریترونيکس پایه دی.

د سیبک افکت څه دی؟

د سیبک افکت د دوه مختلف کنډکټرون یا سیمیکنډکټرونو تر اړیکه د ټیمپریچر فرقونو له لارې د الکټریکي ولټیج (یا ولټیج) جنریشن دی. د ولټیج مقدار د ټیمپریچر فرق تر اړیکه دی او د موادو لپاره بسته دی.

مثلاً، د ترموکوپل د سیبک افکت تر منځ د ټیمپریچر اندازه کولو لپاره کارول کیږي. دا د دوه مختلف میټلو (په مثال کې کاپر او آیرن) وایرونو جوړښت دی چې د دونو ګټو لپاره جوړ شوي دي. د یو ګټې ته د گرم منبع (په مثال کې د ښوونکي یا آتش) خوړل کیږي او د بل غیره ګټې ته د سرما منبع (په مثال کې د یخابندی پانی) خوړل کیږي. د ګټو تر اړیکه د ټیمپریچر فرق د وایرونو تر اړیکه د ولټیج جنریشن کوي چې په ولټ میټر کې اندازه کیږي.

د سیبک افکت هم یوازې د کوسې حرارت له لارې د الکټریکي جنریشن لپاره کارول کیږي. د ترموالکټریکی ژنراتور دوه یا زیات ترموکوپلونو جوړښت دی چې په سیرې یا پراALLEL ډول جوړ شوي دي. د گرم طرف د ژنراتور ته د یو منبع (په مثال کې د موتور یا فرنیس) خوړل کیږي او د سرما طرف ته د یو سینک (په مثال کې هوا یا پانی) خوړل کیږي. د طرفو تر اړیکه د ټیمپریچر فرق د ولټیج جنریشن کوي چې د الکټریکي لوډ (په مثال کې د لاټ یا فین) ته انرژی فراهم کوي.

د سیبک افکت څه کار کوي؟

د سیبک افکت د کنډکټرونو او سیمیکنډکټرونو تر مینځ د الکټرانو رفتار له لارې تشریح کیږي. د الکټرانو د منفي شارژ شوي ذرات دی چې په ایزو موادو کې آزادانه حرکت کوي. که یو کنډکټر یا سیمیکنډکټر گرم شوې وي، د دې الکټرانو د کینیټک انرژی زیات شي او د ګټې لپاره حرکت کوي. دا د ګرم منطقه تر اړیکه د سرما منطقه ته د الکټرانو دیفرنس کوي، د الکټریکي کارنت جنریشن کوي.

دغه، مختلف موادو تر مینځ د الکټرانو د شمېر او نوعونو د کنډکشن لپاره مختلف دی. چېرته موادو د زیات الکټرانو لري او چېرته موادو د الکټرانو د سپین د مختلف اوریانتیشن لري. د سپین د الکټرانو د کوانتم خصوصیت دی چې د دې د کوچني میګناټونو عمل کوي. که دوه موادو د مختلف الکټرانو خصوصیتونو تر اړیکه جوړ شوي وي، د دوی د اینټرفیس یې د الکټرانو د انرژی او سپین تبادل کولو لپاره یې جوړوي.

د سیبک افکت په وقت کې رامنځته کیږي که دوه چېرته اینټرفیسونه د ټیمپریچر فرق ته وړاندې شي. د ګرم اینټرفیس ته د الکټرانو د زیات انرژی او سپین د گرم منبع له لارې جوړ شوي او د سرما اینټرفیس ته د لوپ تر اړیکه د دې تبادل کوي. دا د اینټرفیسونو تر اړیکه د شارژ او سپین د ایمبیلانس جوړوي، د الکټریکي ولټیج او میګناټک فیلډ جنریشن کوي. د الکټریکي ولټیج د کارنت تر اړیکه د لوپ ته دی، او د میګناټک فیلډ د کمپاس نیډل ته د دې دیفرکشن کوي.

د سیبک افکت د کارونه څه دي؟

د سیبک افکت په علم، مهندسۍ او تکنالوژۍ کې د ډېر کارونه لري. چېرته کارونه دا دي:

• ترموکوپلونه: دا د سیبک افکت تر منځ د ټیمپریچر اندازه کولو لپاره د دقت او حساسیت سره کارول کیږي. دا په صنعتونو، لابرتنو او خانوادونو کې د مختلف کارونو لپاره کارول کیږي، مثلاً د اوونونو کنټرول، د موتورونو مانیټرنګ، د بدنه ټیمپریچر اندازه کول، او غیره.

• ترموالکټریکی ژنراتورونه: دا د سیبک افکت تر منځ د کوسې حرارت تر اړیکه د الکټریکي جنریشن لپاره کارول کیږي. دا په خاص کارونو کې کارول کیږي، مثلاً د فضاپیمانونو، دورنی سینسرها، میډیکل ایمپلانتونو، او غیره تر اړیکه د انرژی فراهم کول.

• سپین کالوریترونيکس: دا د فیزیک د برخه دی چې د حرارت او سپین تر مینځ د تداخل په مطالعه کې دی. د سیبک افکت په دې برخه کې مهمه دی، چې د دې د ټیمپریچر ګریدونو تر اړیکه د سپین کارنت او ولټیج جنریشن کوي. دا د نوی د اطلاعات پروسېسنګ او استوریج لپاره د دېوایسونو (مثلاً د سپین بیټریز، د سپین ترانزیسترونو، د سپین والوزونو) تر اړیکه دی.

د سیبک افکت د مزایا او محدودیتونه څه دي؟

د سیبک افکت د چېرته مزایا او محدودیتونه شته چې د دې د کارکردګی او کارایی تر اړیکه دی. چېرته مزایا او محدودیتونه دا دي:

• مزایا: د سیبک افکت ساده، وړاندې او چیرې دی. دا هیڅ متحرکه قسمت یا بیرونی انرژی منبع نیاز نه دی. دا په وسیع محدودیت ټیمپریچرونو او موادو کې کارول کیږي. دا په کم کیفیت حرارت منبعونو تر اړیکه د الکټریکي جنریشن کوي چې په نور حالتو کې کسېږي.

• محدودیتونه: د سیبک افکت د موادو د موجودیت او سازگاری تر اړیکه محدود دی. دا موادو ته نیاز دی چې د زیات الکټریکي کنډکټیویټی او کم حرارتی کنډکټیویټی لري تر اړیکه د زیات ولټیج او کم حرارتی لوست کوي. دا هم موادو ته نیاز دی چې د مختلف سیبک کوئفیسینټونه لري تر اړیکه د ولټیج فرق جوړوي. د سیبک کوئفیسینټ د خصوصیت دی چې د دې د ټیمپریچر فرق تر اړیکه د ولټیج جنریشن اندازه کوي. د سیبک کوئفیسینټ د شارژ کیریرونو نوع، کنسرټراټیون، انرژی لیولونو او د دې د لیټس تر اړیکه د تفاعل تر اړیکه دی. د سیبک کوئفیسینټ په ټیمپریچر، کامپوزیشن او میګناټک فیلډ کې بدلېږي. د عالی او مستقر سیبک کوئفیسینټونو د پیدا کول د ترموالکټریکی کارونو لپاره یو چالنج دی.

د سیبک افکت لپاره څه مواد کارول کیږي؟

د سیبک افکت لپاره کارول شوي موادو د سه ډولونه توپیر کې شوي دي: میټلونه، سیمیکنډکټرونو او سوپرکنډکټرونو.

• میټلونه: میټلونه د الکټریکي او حرارتی کنډکټیویټی خوبه دی. دا د کم سیبک کوئفیسینټونو او زیات حرارتی کنډکټیویټی لري، چې دا د ترموالکټریکی کارونو لپاره کم کارایی دی. که یو بل نیټه، میټلونه د فابریکیشن او کنکشن کولو لپاره آسانه دی او د دې د زیات مکانيکي قوت او استحکام لري. میټلونه په ترموکوپلونو کې عامه کارول کیږي، چې د دقت او استحکام د نسبت به کارایی مهمه دی. چېرته میټل جوړښتونه د ترموکوپلونو لپاره کارول کیږي، مثلاً د کاپر-کنستانټان، د آیرن-کنستانټان، د کرومیل-آلمین، او غیره.

• سیمیکنډکټرونو: سیمیکنډکټرونو د موادونه دی چې د میانه الکټریکي کنډکټیویټی لري چې د دوپینګ یا د الکټریکي فیلډ لارې کنټرول کیږي. دا د میټلونو تر اړیکه د زیات سیبک کوئفیسینټونو او کم حرارتی کنډکټیویټی لري، چې دا د ترموالکټریکی کارونو لپاره مناسبه دی. که یو بل نیټه، سیمیکنډکټرونو د فابریکیشن او کنکشن کولو لپاره تړلی دی او د دې د کم مکانيکي قوت او