სებეკის ეფექტი
Seebeck ეფექტი არის ფენომენი, როდესაც შემთხვევითი წინაპარი შეიქმნება კონდუქტორის ორ ბოლოს შორის, როდესაც ერთი ბოლოს ტემპერატურა განსხვავდება მეორე ბოლოს ტემპერატურიდან. ის აღწერილია გერმანელი ფიზიკოსი ტომას იოჰან სებეკის სახელით, რომელმაც პირველად აღწერა ეს ფენომენი 19-ე საუკუნის დასაწყისში.
რა არის Seebeck ეფექტი?
Seebeck ეფექტი დაფუძნებულია იმ ფაქტზე, რომ დენის მოძრაობა კონდუქტორში შეიქმნება თერმოენერგია. როდესაც კონდუქტორზე განსხვავებული ტემპერატურის გრადიენტი განვითარდება, სათავეში დენის მატარებლები მეტი კინეტიკური ენერგიას აქვთ ვიდრე მეორე ბოლოში, რითაც იწვევს დენის ნებისმიერი მართკუთხედის შემთხვევაში. ეს დენის ნაწილაკების მოძრაობა შეიქმნის კონდუქტორის შემდეგ შემთხვევით დენს, რომელიც შეიძლება გაზომდეს ვოლტმეტრით.
Seebeck ეფექტით შექმნილი შემთხვევითი დენის სიდიდე პროპორციულია კონდუქტორის ტემპერატურის გრადიენტთან და კონდუქტორის თვისებებთან. სხვადასხვა მასალებს განსხვავებული Seebeck კოეფიციენტები აქვთ, რომლებიც აღწერენ შემთხვევითი დენის შექმნას ერთეული ტემპერატურის გრადიენტის შესახებ.
Seebeck ეფექტი არის თერმოელექტრო გენერატორების ფუნქციონირების ბაზისი, რომლებიც არიან მოწყობილობები, რომლებიც თერმოენერგიას გარდაქმნიან ელექტროენერგიაში. ისინი იმუშავებენ იმით, რომ იყენებენ Seebeck ეფექტს შემთხვევითი დენის შექმნას კონდუქტორის შემდეგ, და შემდეგ იყენებენ ეს შემთხვევითი დენი გარე ტვირთის დენის შესაძლებლობაში, როგორიცაა თავსართავი ან ბატარეა.
Seebeck კოეფიციენტი:
Seebeck კოეფიციენტი არის შემთხვევითი დენი, რომელიც შეიქმნება კონდუქტორის ორ წერტილს შორის, როდესაც მათ შორის ტემპერატურის გრადიენტი 1o K-ის ტემპერატურის გრადიენტის შესაბამისად შეიქმნება. ნორმალური ტემპერატურის შემთხვევაში, ერთი ისეთი კუპრის კონსტანტანის კომბინაცია აქვს 41 მიკროვოლტი პერ კელვინის სიდიდის Seebeck კოეფიციენტს.
S = ΔV/ΔT = (Vcold − Vhot)/(Thot-Tcold)
სადაც,
ΔV ნიშნავს შემთხვევით დენს, რომელიც შეიქმნება მცირე ტემპერატურის ცვლილების (ΔT) შესაბამისად მასალაში.
ΔV განსაზღვრულია როგორც შემთხვევით დენი ცივი ბოლოს და შემთხვევით დენი ცხენი ბოლოს შორის სხვაობა.
თუ Vcold და Vhot სხვაობა უარყოფითია, მაშინ Seebeck კოეფიციენტი უარყოფითია.
თუ ΔT ითვლება მცირე რაოდენობის როგორც არის შემთხვევაში.
შესაბამისად, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ Seebeck კოეფიციენტი როგორც შემთხვევით დენის პირველი წარმოებული ტემპერატურის შესაბამისად:
S = d V /d T
Spin Seebeck ეფექტი:
თუმცა, 2008 წელს გამოვიდა, რომ როდესაც თერმოენერგია გამოიყენება მაგნეტურ მეტალზე, მისი ელექტრონები დალაგდება მათი spin-ის მიხედვით. თუმცა, ეს დალაგება არ იყო პასუხისმგებელი თერმოენერგიის შექმნაზე. ეს ფენომენი არის იგივე Spin Seebeck ეფექტი. ეს ეფექტი გამოიყენებოდა სწრაფი და ეფექტური მიკროსვიჩების შესაქმნელად.
რითი იზრდება Seebeck კოეფიციენტი ტემპერატურის ზრდისას?
ელექტროკონდუქტივობა ზრდის ტემპერატურის შესაბამისად, რითაც აჩვენებს სემიკონდუქტორული თვისებების შესაბამისად. CuAlO2 სიმართლეში მაღალი Seebeck კოეფიციენტი და დაბალი ელექტროკონდუქტივობა დაკავშირებულია დენის ხარისხების მაღალი ეფექტური მასით.
რომელი სენსორი არის დახმარება Seebeck ეფექტის გამოსაძახილად?
თერმოკუპლი არის ელექტროტექნიკური მოწყობილობა, რომელიც შედგება ორი განსხვავებული მეტალის შეერთებისგან. ის გამოიყენება ტემპერატურის სენსორის როლში. ის ფუნქციონირებს Seebeck ეფექტის პრინციპზე.
Seebeck ეფექტის გამოყენება:
თერმოელექტრო გენერატორებს აქვთ რამდენიმე შესაძლებლობა, როგორიცაა ენერგიის წარმოება უშუალო ან გრიდის გარეშე ადგილებში, ნაშთის თერმოენერგიის აღდგენა და ტემპერატურის შესამომრავლებლად. ისინი განსაკუთრებით სასარგებლოა იმ მდგომარეობებში, როდესაც სხვა ფორმების ენერგიის წარმოება არ არის პრაქტიკული, როგორიცაა კოსმოსურ მანქანებში ან გრიდის გარეშე ადგილებში, სადაც საწვავის წვდომა შეზღუდულია.
Seebeck ეფექტი ხშირად გამოიყენება თერმოკუპლებში ტემპერატურის ცვლილების გაზომვისთვის ან ელექტრონული სვიჩების აქტივირებისთვის, რომლებიც ჩართავს ან გამორთავს სისტემას. ხშირად გამოყენებული თერმოკუპლის მეტალური კომბინაციები შეიძლება იყოს კონსტანტანი / კუპრი, კონსტანტანი / რკინა, კონსტანტანი / ქრომი და კონსტანტანი.
Seebeck ეფექტი გამოიყენება თერმოელექტრო გენერატორებში, რომლებიც მუშაობენ როგორც თერმომახებრის მოტორები.
ისინი გამოიყენებენ ზოგიერთ ელექტროსადგურში ნაშთის თერმოენერგიის დარჩენილ ენერგიაში გარდაქმნაში.
თერმოელექტრო გენერატორების გარდა, Seebeck ეფექტი და დაკავშირებული ფენომენები, როგორიცაა Peltier ეფექტი და Thomson ეფექტი, აქვთ რამდენიმე სხვა გამოყენება თერმომეტრიის და თერმოფიზიკის სფეროში. ისინი გამოიყენებენ თერმოელექტრო მასალების და მოწყობილობების შესასწავლად.
Seebeck ეფექტის შეზღუდვები:
