থার্মোপাইল হল এমন একটি যন্ত্র, যা থার্মোইলেকট্রিক প্রভাব ব্যবহার করে তাপকে বিদ্যুৎ তে রূপান্তর করে।
এটি অনেকগুলি থার্মোকাপল দ্বারা গঠিত, যা ভিন্ন ধাতুর তার জোড়া যা তাপমাত্রা পার্থক্যে প্রকাশ করা হয় একটি ভোল্টেজ উত্পন্ন করে। থার্মোকাপলগুলি সিরিজ বা কখনও কখনও প্যারালাল সংযোগে থার্মোপাইল গঠন করে, যা একটি একক থার্মোকাপল থেকে বেশি ভোল্টেজ উত্পন্ন করে। থার্মোপাইলগুলি তাপমাত্রা পরিমাপ, শক্তি উৎপাদন এবং অবলোহিত বিকিরণ শনাক্ত করার মতো বিভিন্ন কাজে ব্যবহৃত হয়।
থার্মোপাইল থার্মোইলেকট্রিক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে কাজ করে, যা তাপমাত্রা পার্থক্যকে বিদ্যুৎ ভোল্টেজে এবং বিপরীতে রূপান্তর করে। এই প্রভাবটি ১৮২৬ সালে থমাস সিবেক আবিষ্কার করেছিলেন, যিনি দেখেছিলেন যে দুটি ভিন্ন ধাতুর সার্কিট যখন একটি জায়গা উষ্ণ এবং অন্যটি ঠান্ডা হয়, তখন একটি ভোল্টেজ উত্পন্ন হয়।
থার্মোপাইল মূলত একটি থার্মোকাপল সিরিজ, যার প্রতিটি দুটি ধাতুর তার দ্বারা গঠিত, যারা বড় থার্মোইলেকট্রিক শক্তি এবং বিপরীত পোলারিটি সম্পন্ন।
থার্মোইলেকট্রিক শক্তি হল কোন পদার্থ একক তাপমাত্রা পার্থক্যে কত ভোল্টেজ উত্পন্ন করে তার পরিমাপ। তারগুলি দুটি জায়গায় যুক্ত, একটি উষ্ণ এবং একটি ঠান্ডা। উষ্ণ জায়গাগুলি উচ্চ তাপমাত্রার অঞ্চলে রাখা হয়, অন্যদিকে ঠান্ডা জায়গাগুলি নিম্ন তাপমাত্রার অঞ্চলে রাখা হয়। উষ্ণ এবং ঠান্ডা জায়গার মধ্যে তাপমাত্রা পার্থক্য একটি বিদ্যুৎ প্রবাহ সার্কিটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত করে, যা একটি ভোল্টেজ উত্পাদন করে।
থার্মোপাইলের ভোল্টেজ উত্পাদন যন্ত্রটির মধ্যে তাপমাত্রা পার্থক্য এবং থার্মোকাপল জোড়ার সংখ্যার সমানুপাতিক।
সমানুপাতিক ধ্রুবককে সিবেক সহগ বলা হয়, যা ভোল্ট প্রতি কেলভিন (V/K) বা মিলিভোল্ট প্রতি কেলভিন (mV/K) এ প্রকাশ করা হয়। সিবেক সহগ থার্মোকাপলে ব্যবহৃত ধাতুর প্রকার ও সংমিশ্রণের উপর নির্ভর করে।
নিম্নলিখিত ডায়াগ্রামে দুটি সেটের থার্মোকাপল জোড়া সিরিজ সংযোগে একটি সাধারণ থার্মোপাইল দেখানো হয়েছে।
উপরের দুটি থার্মোকাপল জায়গার তাপমাত্রা T1, অন্যদিকে নিচের দুটি থার্মোকাপল জায়গার তাপমাত্রা T2। থার্মোপাইল থেকে আউটপুট ভোল্টেজ, ΔV, তাপমাত্রা পার্থক্য, ΔT বা T1 – T2, এবং থার্মোকাপল জোড়ার সংখ্যার সমানুপাতিক। তাপীয় প্রতিরোধ স্তর একটি পদার্থ যা উষ্ণ এবং ঠান্ডা অঞ্চলের মধ্যে তাপ স্থানান্তর কমায়।
ডিফারেন্সিয়াল তাপমাত্রা থার্মোপাইলের ডায়াগ্রাম
T1
|\
| \
| \
| \
| \
| \ ΔV
| \
| \
| \
| \
| \
| \
| \
| \
| \
| \
------------------
তাপীয়
প্রতিরোধ
স্তর
------------------
| /
| /
| /
| /
| /
| /
| /
| /
| /
| / ΔV
| /
| /
| /
| /
| /
|/
T2
থার্মোপাইলগুলিতে দুটির বেশি থার্মোকাপল জোড়া সহ নির্মিত হতে পারে যাতে ভোল্টেজ উত্পাদন বৃদ্ধি পায়।
থার্মোপাইলগুলিকে প্যারালাল সংযোগেও করা যায়, কিন্তু এই বিন্যাসটি কম সাধারণ কারণ এটি ভোল্টেজ উত্পাদন বৃদ্ধি না করে বরং বিদ্যুৎ প্রবাহ বৃদ্ধি করে।
থার্মোপাইলগুলি পরম তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া দেয় না, কেবল তাপমাত্রা পার্থক্য বা ঢালের প্রতিক্রিয়া দেয়।
তাই, তারা তাপ প্রবাহ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হতে পারে, যা একক ক্ষেত্রফল প্রতি তাপ স্থানান্তরের হার। তাপ প্রবাহ যন্ত্রটির ভোল্টেজ উত্পাদন, তাপীয় প্রতিরোধ এবং যন্ত্রটির ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করে হিসাব করা যায়।
থার্মোপাইলগুলি অবলোহিত বিকিরণ ব্যবহার করে তাপ স্থানান্তর করে এবং অন্য প্রকারের তাপমাত্রা পরিমাপ করতেও ব্যবহৃত হয়।
অবলোহিত বিকিরণ হল 700 nm থেকে 1 mm দৈর্ঘ্যের বৈদ্যুতিন বিকিরণ, যা 300 K থে
