Thermopila est instrumentum quod calorem in electricitatem convertit per effectum thermoelectricum.

Constans est ex pluribus thermocoppulis, quae sunt pares filorum ex diversis metallis facti, qui voltantiam generant cum ad differentiam caloris exponeantur. Thermocoppuli sunt in serie vel interdum in paralello coniuncti ut formet thermopilam, quae maiorem voltantiam producit quam singulus thermocoppulus. Thermopilae ad varias applicationes utuntur, sicut mensura caloris, generatio potestatis, et detectio radiationis infrarubrae.

Quomodo Operatur Thermopila?

Thermopila operatur per principium effectus thermoelectrici, qui est conversio directa differentiarum caloris in voltantiam electricam et vice versa. Hic effectus fuit inventus ab Thoma Seebeck anno 1826, qui observavit circuitum ex duobus diversis metallis factum, qui voltantiam producebat cum una iunctura calefacta esset et altera refrixisset.

Thermopila est essentialiter series thermocoppulorum, quorum unusquisque constat duobus filis diversorum metallorum magni potentiae thermoelectricae et oppositorum polaritatum.

Potentia thermoelectrica est mensura quantum voltantiam materiale generat per unitatem differentiae caloris. Filii iunguntur in duabus iuncturis, una calida et una frigida. Iuncturae calidae ponuntur in regione maioris caloris, iuncturae vero frigidae in regione minoris caloris. Differentia caloris inter iuncturas calidas et frigidas causat currentem electricum fluere per circuitum, generans voltantiam.

Voltantia output thermopilae proportionalis est differentiae caloris per instrumentum et numeri parum thermocoppulorum.

Constantia proportionalitas vocatur coefficientis Seebeck, qui exprimitur in voltis per kelvin (V/K) vel millivoltis per kelvin (mV/K). Coefficientis Seebeck dependet a genere et combinatione metallorum in thermocoppulis usitatorum.

Diagramma infra monstrat thermopilam simplicem cum duobus setibus parum thermocoppulorum coniunctis in serie.

Duas superiores iuncturas thermocoppulorum habent in temperatura T1, duas inferiores autem in temperatura T2. Output voltantis ΔV ex thermopila directe proportionalis est differentiae caloris, ΔT vel T1 – T2, per stratum resistivitatis thermicae et numero parum thermocoppulorum. Stratum resistivitatis thermicae est materia quae reducit transferentiam caloris inter regiones calidas et frigidas.

Diagramma thermopilae differentialis caloris

    T1
    |\
    | \
    |  \
    |   \
    |    \
    |     \  ΔV
    |      \
    |       \
    |        \
    |         \
    |          \
    |           \
    |            \
    |             \
    |              \
    |               \
    ------------------
        Resistivitas thermica
        Stratum
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 &......