سیبک اثر

سیبک اثر ایک پدیدہ ہے جس میں کنڈکٹر کے دو سرے کے درمیان وولٹیج تولید ہوتا ہے جب ایک سرے کا درجہ حرارت دوسرے سرے کے درجہ حرارت سے مختلف ہو۔ یہ آلمانی طبیعیات دان ٹھامس جان سیبک کے نام پر رکھا گیا ہے، جنہوں نے 19ویں صدی کے اوائل میں اس کا پہلا بیان کیا تھا۔

سیبک اثر کی تعریف کیا ہے؟

سیبک اثر کی بنیاد یہ ہے کہ کنڈکٹر میں چارج کیریئرز کی تحریک سے گرمی تولید ہوتی ہے۔ جب کنڈکٹر کے ایک سرے پر درجہ حرارت کا فرق لگایا جاتا ہے تو گرم سرے کے چارج کیریئرز کی کینیٹک توانائی زیادہ ہوتی ہے جس کے نتیجے میں چارج کا صاف فلاؤ گرم سرے سے نرم سرے تک ہوتا ہے۔ یہ چارج کا فلاؤ کنڈکٹر کے درمیان وولٹیج تولید کرتا ہے، جس کو ولٹ میٹر کے ذریعے میپ کیا جا سکتا ہے۔

سیبک اثر کے ذریعے تولید ہونے والے وولٹیج کی شدت کنڈکٹر کے درمیان درجہ حرارت کے فرق اور کنڈکٹر کے خود کے خواص کے تناسب میں ہوتی ہے۔ مختلف مواد کے مختلف سیبک سریز ہوتے ہیں، جو فی یونٹ درجہ حرارت کے فرق کے لیے تولید ہونے والے وولٹیج کی وضاحت کرتے ہیں۔

سیبک اثر ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کے کام کرنے کی بنیاد ہے، جو گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے والے دستیاب ہیں۔ ان کام کرنے کا طریقہ یہ ہے کہ سیبک اثر کا استعمال کرتے ہوئے کنڈکٹر کے درمیان وولٹیج تولید کیا جاتا ہے، اور پھر اس وولٹیج کو ایک بیرونی لوڈ، جیسے روشنی کی لمبی یا بیٹری کے ذریعے کرنٹ کو چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

سیبک سریز:

سیبک سریز ایک کنڈکٹر کے دو نقاط کے درمیان تولید ہونے والا وولٹیج ہے جب ان کے درمیان درجہ حرارت کا فرق 1 کیلونٹین کے برابر رکھا جاتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر، ایک ایسا کپر کنستان کا مجموعہ ہوتا ہے جس کا سیبک سریز 41 مائیکرو وولٹ فی کیلونٹین ہوتا ہے۔

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

جہاں،

• ΔV مطلب ہے کہ میٹریل کے درمیان ایک چھوٹا درجہ حرارت کا تغیر (ΔT) کی وجہ سے حاصل ہونے والا وولٹیج کا فرق۔

• ΔV کو نرم سرے کا وولٹیج مائنس گرم سرے کا وولٹیج کے طور پر تعریف کیا گیا ہے۔

اگر Vcold اور Vhot کے درمیان فرق منفی ہے تو سیبک سریز منفی ہوتا ہے۔

اگر ΔT کو چھوٹا سمجھا جائے۔

اس کے نتیجے میں، ہم سیبک سریز کو تولید ہونے والے وولٹیج کا درجہ حرارت کے ساتھ پہلے مشتق کے طور پر تعریف کر سکتے ہیں:

S = d V /d T

سپن سیبک اثر:

تاہم، 2008 میں یہ پتہ چلا کہ جب گرمی کو میگناٹک میٹل پر لگایا جاتا ہے تو اس کے الیکٹران اپنے سپن کے مطابق دوبارہ ترتیب دیے جاتے ہیں۔ تاہم، یہ دوبارہ ترتیب دیے جانے کا عمل گرمی کی تولید کا ذمہ دار نہیں تھا۔ یہ پدیدہ سپن سیبک اثر کے مطابق ہے۔ اس اثر کو تیز اور کارآمد مائیکرو سوئچز کی تیاری میں استعمال کیا گیا تھا۔

کیوں سیبک سریز درجہ حرارت کے بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے؟

برقی قابلیت درجہ حرارت کے بڑھنے کے ساتھ بڑھتی ہے، جس میں سیمی کنڈکٹر کی خصوصیات ظاہر ہوتی ہیں۔ CuAlO2 کا زیادہ سیبک سریز اور کم برقی قابلیت چارج ہولز کی زیادہ موثر وزن کی وجہ سے ہے۔

کون سنسور سیبک اثر کو پہچانتا ہے؟

تھرمو کپل ایک برقی ڈیوائس ہے جس میں دو غیر مماثل میٹل جوائنٹس ملے ہوتے ہیں۔ اسے درجہ حرارت کا سنسور کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ سیبک اثر کے اصول پر کام کرتا ہے۔

سیبک اثر کے اطلاق:

• ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کے کئی محتمل اطلاق ہیں، جن میں دور دراز یا آف گرڈ مقامات کے لیے بجلی کی تولید، فضائع گرمی کی واپسی، اور درجہ حرارت کا پیمائش شامل ہیں۔ وہ خاص طور پر ایسی صورتحالوں میں مفید ہوتے ہیں جہاں دیگر طریقوں سے بجلی کی تولید عملی نہ ہو، جیسے فضائی جہازوں میں یا ایسے دور دراز علاقوں میں جہاں تیل کی رسائی محدود ہو۔

• اس سیبک اثر کو عام طور پر تھرمو کپلز میں درجہ حرارت کے تبدیلیوں کی پیمائش یا برقی سوئچز کو کام کرنے یا بند کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے تھرمو کپل میٹل کے مجموعے کنستان / کپر، کنستان / آئرن، کنستان / کروم، اور کنستان ہیں۔

• سیبک اثر کو ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز میں استعمال کیا جاتا ہے، جو گرمی کے انجن کے طور پر کام کرتے ہیں۔

• ان کو کچھ بجلی گھروں میں بھی استعمال کیا جاتا ہے فضائع گرمی کو مزید بجلی میں تبدیل کرنے کے لیے۔

• ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کے علاوہ، سیبک اثر اور متعلقہ پدیدہ جیسے پیلٹیئر اثر اور تھامسن اثر کے کئی دیگر اطلاق ہیں جیسے درجہ حرارت کی پیمائش اور تھرموفزکس میں۔ ان کو ٹھرمو الیکٹرک مواد اور ڈیوائسز کے مطالعے میں بھی استعمال کیا جاتا ہے۔

سیبک اثر کی محدودیتیں:

ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کی ایک کمزوری یہ ہے کہ وہ بہت کارآمد نہیں ہوتے۔ ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کی کارآمدی عام طور پر اس کے فیگر آف مرٹ کے ذریعے ناپی جاتی ہے، جو ڈیوائس کی گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے کی صلاحیت کا پیمائش ہے۔ زیادہ تر ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کا فیگر آف مرٹ 1 سے کم ہوتا ہے، جس کا مطلب یہ ہے کہ وہ گرمی کی کم سے کم 1% کو بجلی میں تبدیل کرتے ہیں۔ یہ کم کارآمدی ٹھرمو الیکٹرک جنریٹرز کے عملی اطلاق کو محدود کرتی ہے، لیکن محققین نئے مواد اور ڈیزائن کی ترقی کر رہے ہیں جو مستقبل میں ان کی کارآمدی کو بہتر بناسکتے ہیں۔

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