Mfano wa Seebeck

Mfano wa Seebeck ni uwezo wa kujenga kitu cha umeme kati ya pembeni za mchawi wakati joto katika pembe moja ni tofauti na joto katika pembe nyingine. Inatafsiriwa kwa jina la mtaalam wa hisabati kutoka Ujerumani Thomas Johann Seebeck, ambaye alianza kuainisha mwanzoni mwa miaka ya 19.

Je, ni nini Mfano wa Seebeck?

Mfano wa Seebeck unategemea kwenye namba ya wateja wa umeme, kama vile elektroni, kwenye mchawi kunawasha moto. Wakati tofauti ya joto inaweza kutumika kwenye mchawi, wateja wa umeme katika pembe yenye joto zaidi wanapewa nguvu zaidi ya kinetiki kuliko wale katika pembe yenye joto kidogo, hii inachukua maudhui ya umeme kutoka pembe yenye joto zaidi hadi pembe yenye joto kidogo. Hii inachukua umeme kwenye mchawi, ambayo inaweza kupimwa kwa kutumia voltmeter.

Ukubwa wa umeme unaojengwa na Mfano wa Seebeck unaelekezwa na tofauti ya joto kwenye mchawi na sifa za mchawi yenyewe. Vifaa vingine vina viashiria vya Seebeck tofauti, ambavyo vinajulisha umeme unaojengwa kwa kila tofauti ya joto.

Mfano wa Seebeck ni msingi wa utaratibu wa majenzi ya umeme, ambayo ni vifaa vilivyotumika kutumia moto kwa umeme. Wanafanya kazi kutumia Mfano wa Seebeck kukaza umeme kwenye mchawi, basi kutumia umeme huo kuchukua chombo cha umeme lenye bora, kama vile taa au batili.

Viashiria vya Seebeck:

Viashiria vya Seebeck ni umeme unaojengwa kati ya sehemu mbili za mchawi wakati tofauti ya joto ya Kelvin 1 inaweza kutumika kati yao. Katika joto la nyumba, tofauti ya copper constantan imejengwa na viashiria vya Seebeck vya 41 mikrovolts kwa Kelvin.

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

Kuhusu,

• ΔV inasema umeme unaojengwa kwa kutumia tofauti ndogo ya joto (ΔT) kwenye materiali.

• ΔV inaelezwa kama umeme upande wenye joto kidogo na umeme upande wenye joto zaidi.

Ikiwa tofauti kati ya Vcold na Vhot ni hasi, viashiria vya Seebeck ni hasi.

Ikiwa ΔT inaweza kutathmini kuwa ndogo.

Kwa hiyo, tunaweza kuelezea viashiria vya Seebeck kama mara nyingi ya kwanza ya umeme uliojengwa kwa kihesabu ya joto:

S = d V /d T

Mfano wa Spin Seebeck:

Lakini, iliyopatikana mwaka 2008, wakati moto unatumika kwenye metali magnetiki, elektroni zake zinabadilishwa kulingana na spin zao. Lakini, ubadilishaji huu haikuwa sababu ya kutengeneza moto. Hii ni mfano wa spin Seebeck. Mfano huu ulitumiwa kutengeneza micro switches haraka na kwa urahisi.

Kwa nini viashiria vya Seebeck huongezeka kwa kuongeza joto?

Usambazaji wa umeme huongezeka kwa kuongeza joto, ukaza sifa za semikonduktori. Viashiria vya Seebeck viashiria vya juu na usambazaji wa umeme viashiria vya chini ya CuAlO2 vinaweza kutokana na uzito mzuri wa wateja wa umeme.

Sensor gani anayatambua Mfano wa Seebeck?

Thermocouple ni chombo cha umeme linalofanana na mzunguko wa metali mbili tofauti zilizoungwa pamoja. Linalotumika kama sensor wa joto. Linafanya kazi kwa kutumia Mfano wa Seebeck.

Matumizi ya Mfano wa Seebeck:

• Wageni wa umeme wana matumizi mengi, ikiwa ni kutengeneza umeme kwa eneo la mbali au la kigeni, kutengeneza moto wa kugenuliwa, na kwa kutambua joto. Wanafanya kazi vizuri katika mahali ambapo njia nyingine za kutengeneza umeme hazitoshi, kama vile katika spacecraft au eneo la mbali ambalo hakuna access ya mafuta.

• Mfano wa Seebeck hutumiwa sana katika thermocouples kwa kutambua tofauti za joto au kwa kutumia electrical switches kwa kutengeneza system on au off. Metal combinations zenye kutumika ni constantan / copper, constantan / iron, constantan / chrome, na constantan.

• Mfano wa Seebeck hutumiwa katika wageni wa umeme, ambao hufanya kazi kama heat engines.

• Hizi zinatumika pia katika baadhi ya power plants kutengeneza moto wa kugenuliwa kwa umeme zaidi.

• Zaidi ya kutumika katika wageni wa umeme, Mfano wa Seebeck na matumizi mingine, kama vile Peltier effect na Thomson effect, yanatumika katika masomo mengi kama thermometry na thermophysics. Yanatumika pia katika kutambua materials na vifaa vya umeme.

Matatizo ya Mfano wa Seebeck:

Ni chanzo chenye hatari kwa wageni wa umeme kwamba wana ustadi mdogo. Ustadi wa wageni wa umeme unamalizia kwa figure of merit, ambayo ni muhtasari wa uwezo wa chombo cha kutengeneza umeme kutoka moto. Wageni wengi wa umeme wanapewa figure of merit chache zaidi ya 1, inamaanisha kwamba wanatumia chache zaidi ya 1% ya moto wanalowekwa kwa umeme. Ustadi mdogo huu hunyonyesha matumizi ya wageni wa umeme, lakini wasifu wanafanya kazi kutengeneza materials na designs mapya ambayo zinaweza kuboresha ustadi wao kwa muda.

Taarifa: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.