থার্মোইলেকট্রিক সিবেক প্রভাব: এটা কি? কিভাবে থার্মোকল এবং থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর কাজ করে এবং কাজ করে

যদি বিভিন্ন ধাতুর তৈরি দুটি রড একসাথে শক্তভাবে চাপা হয়, তাহলে তাদের সংস্পর্শে একটি দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তর এবং একটি সংশ্লিষ্ট সম্ভাব্য পার্থক্য তৈরি হবে।

এই ঘটনাটি ধাতু থেকে ইলেক্ট্রনগুলির কাজের ফাংশনের মানগুলির পার্থক্যের কারণে, দুটি যোগাযোগকারী ধাতুর প্রতিটির বৈশিষ্ট্য। ধাতু থেকে ইলেক্ট্রনগুলির কাজের ফাংশন (বা কেবল কাজের ফাংশন) হল সেই কাজ যা ধাতুর পৃষ্ঠ থেকে একটি ইলেকট্রনকে পার্শ্ববর্তী ভ্যাকুয়ামে নিয়ে যাওয়ার জন্য ব্যয় করতে হবে।

অনুশীলনে, কাজের ফাংশন যত বড় হবে, ইলেকট্রন ইন্টারফেস অতিক্রম করার সম্ভাবনা তত কম। ফলস্বরূপ, দেখা যাচ্ছে যে যোগাযোগের পাশে একটি ঋণাত্মক চার্জ জমা হয়, যেখানে একটি উচ্চতর (!) কাজের ফাংশন সহ ধাতু অবস্থিত থাকে এবং একটি কম কাজের ফাংশন সহ ধাতুটির পাশে একটি ধনাত্মক চার্জ জমা হয়।

ইতালীয় পদার্থবিদ আলেসান্দ্রো ভোল্টা এই ঘটনাটি পর্যবেক্ষণ করেছিলেন এবং বর্ণনা করেছিলেন। অভিজ্ঞতা থেকে তিনি আজকে পরিচিত দুটি আইন বের করেছেন ভোল্টার আইন.

ভোল্টার প্রথম সূত্রটি এইরকম শোনায়: দুটি ভিন্ন ধাতুর সংস্পর্শে, একটি সম্ভাব্য পার্থক্য দেখা দেয়, যা রাসায়নিক প্রকৃতি এবং জংশনের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

ভোল্টার দ্বিতীয় সূত্র: সিরিজ-সংযুক্ত তারের প্রান্তে সম্ভাব্য পার্থক্য মধ্যবর্তী তারের উপর নির্ভর করে না এবং সম্ভাব্য পার্থক্যের সমান যেটি ঘটে যখন সবচেয়ে বাইরের তারগুলি একই তাপমাত্রায় সংযুক্ত থাকে।

ধ্রুপদী ইলেক্ট্রন তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে, ভোল্টার পরীক্ষার অস্বাভাবিক ফলাফলগুলি বেশ সহজভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে। আমরা যদি ধাতুর বাইরের পটেনশিয়ালকে শূন্য হিসেবে নিই, তাহলে ধাতুর ভেতরে কোন পটেনশিয়াল নিয়ে? ভ্যাকুয়ামের সাপেক্ষে ইলেক্ট্রনের I শক্তি সমান হবে:

কাজের ফাংশন A1 এবং A2 সহ দুটি ভিন্ন ধাতুকে সংস্পর্শে আনলে, আমরা দ্বিতীয় ধাতু থেকে কম কাজের ফাংশন সহ, প্রথম ধাতুতে ইলেকট্রনের অত্যধিক রূপান্তর লক্ষ্য করব, যার কাজের ফাংশন বেশি।

এই পরিবর্তনের ফলে, প্রথম ধাতুতে ইলেকট্রনের ঘনত্ব (n1) দ্বিতীয় ধাতুর (n2) ইলেকট্রনের ঘনত্বের তুলনায় বাড়বে, যা ইলেকট্রন গ্যাসের বিস্তৃত প্রবাহের বিপরীত অতিরিক্ত অতিরিক্ত উৎপন্ন করবে। কাজের ফাংশন পার্থক্য দ্বারা সৃষ্ট প্রবাহ.

দুটি ধাতুর সীমানায় ভারসাম্যের অবস্থায়, নিম্নলিখিত সম্ভাব্য পার্থক্য প্রতিষ্ঠিত হবে:

স্থির সম্ভাব্য পার্থক্যের মান নিম্নরূপ নির্ধারণ করা যেতে পারে:

এই ঘটনাটি, যেখানে একটি যোগাযোগ সম্ভাব্য পার্থক্য ঘটে, যা স্পষ্টতই তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে, বলা হয় তাপবিদ্যুৎ প্রভাব বা Seebeck প্রভাব… Seebeck প্রভাব থার্মোকল এবং থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরের কাজকে অন্তর্নিহিত করে।

একটি থার্মোকল দুটি ভিন্ন ধাতুর দুটি সংযোগস্থল নিয়ে গঠিত।যদি একটি জংশন অন্যটির চেয়ে বেশি তাপমাত্রায় বজায় রাখা হয়, তাহলে ক থার্মোইএমএফ:

থার্মোকলগুলি তাপমাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় এবং বিভিন্ন থার্মোকল থেকে প্রাপ্ত ব্যাটারিগুলি ইএমএফ উত্স এবং এমনকি তাপবিদ্যুৎ জেনারেটর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

একটি থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরে, যখন দুটি ভিন্ন ধাতুর সংযোগস্থলকে উত্তপ্ত করা হয়, একটি নিম্ন তাপমাত্রায় অবস্থিত মুক্ত পরিবাহীর মধ্যে, একটি থার্মোইলেকট্রিক সম্ভাব্য পার্থক্য বা থার্মোইএমএফ দেখা দেয়। এবং আপনি যদি এই ধরনের একটি বর্তনীকে একটি প্রতিরোধে বন্ধ করেন, তাহলে একটি কারেন্ট প্রবাহিত হবে। সার্কিট, অর্থাৎ, তাপ শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে সরাসরি রূপান্তর করা হবে।

সিবেক সহগ, যেমন ভোল্টা বলেছেন, এই থার্মোকলের সাথে জড়িত ধাতুগুলির প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন থার্মোকলের জন্য ThermoEMF মানগুলি প্রতি ডিগ্রী মাইক্রোভোল্টে পরিমাপ করা হয়।

যদি আপনি দুটি ভিন্ন ধাতু A এবং B দ্বারা গঠিত একটি রিং তারটি দুটি স্থানে যুক্ত করেন এবং একটি জংশনকে T1 তাপমাত্রায় গরম করেন যাতে T1 তাপমাত্রা T2 (দ্বিতীয় জংশনের তাপমাত্রা) থেকে বেশি হয়, তবে গরমে কারেন্টের সাথে যোগাযোগ করুন ধাতু B থেকে ধাতু A তে, এবং ঠান্ডায় - ধাতু A থেকে ধাতু B তে। এই ক্ষেত্রে ধাতু A-এর তাপবিদ্যুৎ চৌম্বক ক্ষেত্র ধাতু B এর ক্ষেত্রে ইতিবাচক বলে বিবেচিত হয়।

সমস্ত পরিচিত ধাতুর থার্মোইএমএফ সহগগুলির নিজস্ব মান রয়েছে, সেগুলিকে একটি কলামে ধারাবাহিকভাবে সাজানো যেতে পারে যাতে প্রতিটি ধাতু নিম্নলিখিতগুলির সাথে সম্পর্কিত একটি ইতিবাচক থার্মোইএমএফ দেখায়।

উদাহরণস্বরূপ, এখানে থার্মোইএমএফ (মিলিভোল্টে প্রকাশ করা) এর একটি তালিকা রয়েছে যা 100 ডিগ্রির যোগাযোগ তাপমাত্রার পার্থক্য সহ প্ল্যাটিনামের সাথে নির্দিষ্ট ধাতুগুলিকে একত্রিত করা হলে ফলাফল হবে:

প্রদত্ত ডেটার সাহায্যে, উদাহরণস্বরূপ, তামা এবং অ্যালুমিনিয়াম সংযুক্ত থাকলে এবং যোগাযোগের তাপমাত্রার পার্থক্য 100 ডিগ্রি বজায় থাকলে কী ধরণের থার্মোইএমএফ চালু হবে তা নির্ধারণ করা সম্ভব। বড় থেকে ছোট থার্মোইএমএফ মান বিয়োগ করাই যথেষ্ট। সুতরাং, 100 ডিগ্রি তাপমাত্রার পার্থক্য সহ একটি তামা-অ্যালুমিনিয়াম জোড়া 0.74 — 0.38 = 0.36 (mV) এর সমান একটি থার্মোইএমএফ দেবে।

বিশুদ্ধ ধাতুর উপর ভিত্তি করে থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরগুলি দক্ষ নয় (তাদের কার্যক্ষমতা প্রায় 1%), তাই তারা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না। এটি লক্ষণীয়, তবে, সেমিকন্ডাক্টর থার্মোইলেকট্রিক রূপান্তরকারী, যা 7% পর্যন্ত দক্ষতা দেখায়।

এগুলি অত্যন্ত ডোপড সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে, গ্রুপ V চ্যালকোজেনাইডের উপর ভিত্তি করে কঠিন সমাধান। একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় "গরম" পাশ রাখতে, সূর্যালোক বা প্রিহিটেড ওভেনের তাপ উপযুক্ত।

এই জাতীয় ডিভাইসগুলি দূরবর্তী স্থানে বিকল্প শক্তির উত্স হিসাবে প্রযোজ্য: বাতিঘর, আবহাওয়া স্টেশন, মহাকাশযান, নেভিগেশন বয়, সক্রিয় রিপিটার, তেল এবং গ্যাস পাইপলাইনের ক্ষয়-বিরোধী সুরক্ষার জন্য স্টেশন।

থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরগুলির প্রধান সুবিধাগুলি হল চলমান অংশগুলির অনুপস্থিতি, শান্ত অপারেশন, অপেক্ষাকৃত ছোট আকার এবং সামঞ্জস্যের সহজতা। তাদের প্রধান ত্রুটি - 6% অঞ্চলে অত্যন্ত কম দক্ষতা, এই সুবিধাগুলিকে নিরপেক্ষ করে।