Սեբեկի էֆեկտը

Սեբեկի էֆեկտը այն երևույթն է, երբ հոսանքի գծով ստեղծվում է լարում դիմաց տարբեր ջերմաստիճանների դեպքում։ Այն անվանվել է գերմանացի ֆիզիկոս Թոմաս Յոհան Սեբեկի անվամբ, ով նախկինում նկարագրել է այն 19-րդ դարի սկզբներում։

Սահմանել Սեբեկի էֆեկտը։

Սեբեկի էֆեկտը հիմնված է այն փաստի վրա, որ հոսանքի առանցքով շարժումը ստեղծում է ջերմություն։ Երբ հոսանքի առանցքի վրա կիրառվում է ջերմաստիճանի տարբերություն, ջերմ կողմի լիցքավոր մասնիկները ունեն ավելի շարժման էներգիա, քան սառաց կողմինը, ինչը հանգեցնում է լիցքի ներքին հոսքի ստեղծմանը ջերմ կողմից սառաց կողմ: Այս լիցքի հոսքը ստեղծում է լարում հոսանքի առանցքի վրա, որը կարող է չափվել վոլտմետրով։

Սեբեկի էֆեկտով ստեղծված լարման չափը համեմատական է հոսանքի առանցքի վրա կիրառված ջերմաստիճանի տարբերությանը և հոսանքի առանցքի հատկություններին։ Բացի այդ, տարբեր նյութերը ունեն տարբեր Սեբեկի գործակիցներ, որոնք նկարագրում են ստեղծված լարման չափը միավոր ջերմաստիճանի տարբերության դեպքում։

Սեբեկի էֆեկտը հիմք է ծառայում թերմոէլեկտրական գեներատորների գործողության համար, որոնք սարքեր են, որոնք ձեռնարկում են ջերմությունը էլեկտրական էnergie-ի մեջ։ Նրանք աշխատում են Սեբեկի էֆեկտի օգտագործմամբ ստեղծելով լարում հոսանքի առանցքի վրա, և ապա օգտագործելով այդ լարումը հոսանքի հոսքը տալով արտաքին բեռի հետ, ինչպիսին է լուսանկար կամ բատարիա։

Սեբեկի գործակիցը.

Սեբեկի գործակիցը հոսանքի առանցքի երկու կետերի միջև ստեղծված լարումն է, երբ հոսանքի առանցքի վրա կիրառվում է 1 Կելվին ջերմաստիճանի տարբերություն։ Համարյա սենյակային ջերմաստիճանում մի այնպիսի կոպպեր-կոնստանտան կոմբինացիան ունի Սեբեկի գործակից 41 միկրովոլտ Կելվինի վրա։

S = ΔV/ΔT = (Vcold − Vhot)/(Thot-Tcold)

Որտեղ,

• ΔV նշանակում է ստեղծված լարումը ներկայացնելով փոքր ջերմաստիճանի փոփոխություն (ΔT) նյութի վրա։

• ΔV սահմանվում է սառաց կողմի լարումը հանած ջերմ կողմի լարումը։

Եթե Vcold և Vhot տարբերությունը բացասական է, Սեբեկի գործակիցը նույնպես բացասական է։

Եթե ΔT-ն փոքր է դիմաց դիտարկվում է։

Այսպիսով, Սեբեկի գործակիցը կարող է սահմանվել որպես ստեղծված լարման առաջին ածանցյալ ջերմաստիճանի նկատմամբ:

S = d V /d T

Սպին Սեբեկի էֆեկտը.

Այնուամենայնիվ, 2008 թվականին հայտնաբերվեց, որ երբ ջերմություն կիրառվում է մագնիսական մետալի վրա, նրա էլեկտրոնները վերադասավորվում են իրենց սպինների համաձայն։ Այս վերադասավորումը չէր պատասխանատու ջերմության ստեղծման համար։ Այս երևույթը նույնն է սպին Սեբեկի էֆեկտը։ Այս էֆեկտը օգտագործվեց արագ և էֆեկտիվ միկրոսկիչների ստեղծման համար։

Ինչու՞ Սեբեկի գործակիցը աճում է ջերմաստիճանի աճի հետ։

Էլեկտրական հաղորդականությունը աճում է ջերմաստիճանի աճի հետ, ցույց տալով կիսահաղորդիչ հատկություններ։ CuAlO2-ի բարձր Սեբեկի գործակիցը և ցածր էլեկտրական հաղորդականությունը պայմանավորված են լիցքավոր պատուհանների բարձր արդյունավետ զանգվածով։

Ո՞ր սենսորն է գրանցում Սեբեկի էֆեկտը։

Թերմոկուպլը էլեկտրական սարք է, որը բաղկացած է երկու տարբեր մետալային միացումներից։ Նա օգտագործվում է ջերմաստիճանի սենսոր որպես։ Նա աշխատում է Սեբեկի էֆեկտի սկզբունքի հիման վրա։

Սեբեկի էֆեկտի կիրառությունները.

• Թերմոէլեկտրական գեներատորները ունեն շատ պոտենցիալ կիրառություններ, ներառյալ հեռավոր կամ ներկայացված գրաֆիկայի առանց էլեկտրական էnergie-ի ստեղծումը, կողմնակի ջերմության վերականգնումը և ջերմաստիճանի սենսորավորումը։ Նրանք հատուկ օգտակար են այն դեպքերում, երբ այլ էլեկտրական էnergie-ի ստեղծման ձեւերը չեն գործարկվում, ինչպիսին են տիեզերակայան սարքերը կամ հեռավոր տարածքները, որտեղ վառելիքի հասանելիությունը սահմանափակ է։

• Սեբեկի էֆեկտը հաճախ օգտագործվում է թերմոկուպլերում ջերմաստիճանի փոփոխությունները չափելու կամ էլեկտրական սարքերի սենսորավորման համար սարքերի միջոցով համակարգը միացնելու կամ անջատելու համար։ Թերմոկուպլերում օգտագործվող ընդհանուր մետալային կոմբինացիաներն են կոնստանտան/կոպպեր, կոնստանտան/արծաթ, կոնստանտան/քրոմ և կոնստանտան։

• Սեբեկի էֆեկտը օգտագործվում է թերմոէլեկտրական գեներատորներում, որոնք գործում են ջերմային շինարարական սարքերի նկատմամբ։

• Այս սարքերը նաև օգտագործվում են որոշ էլեկտրակային կայաններում կողմնակի ջերմությունը լրացուցիչ էլեկտրական էnergie-ի վերականգնելու համար։

• Ավելի նախ Սեբեկի էֆեկտը և նրա հարակից երևույթները, ինչպիսիք են Պելտիերի և Թոմսոնի էֆեկտները, ունեն շատ այլ կիրառություններ ջերմաչափության և թերմոֆիզիկայի ոլորտում։ Նրանք նաև օգտագործվում են թերմոէլեկտրական նյութերի և սարքերի ուսումնասիրության համար։

Սեբեկի էֆեկտի սահմանափակումները.