ما هو الحرارية وكيف يعمل

المزدوجات الحرارية موجودة نتيجة لظاهرة مثل الاختلاف المحتمل الاتصال. إذا تم توصيل اثنين من الموصلات الصلبة المختلفة أو أشباه الموصلات ببعضهما البعض عن قرب ، يتم تشكيل الشحنات الكهربائية المنفصلة في المنطقة المجاورة لمكان تماسها. في هذه الحالة ، في الأطراف الخارجية لهذه الموصلات سيحدث فرق محتمل. سيكون هذا الفرق المحتمل مساوياً للفرق في وظيفة العمل لكل معدن مقسومًا على شحنة الإلكترون

من الواضح أنك إذا قمت بإغلاق هذا الزوج في حلقة ، فسيكون EMF الناتج صفرًا ، ولكن إذا استمر تركه مفتوحًا من ناحية ، فسيكون هناك EMF حقيقي ، يتراوح من أعشار فولت إلى وحدات فولت ، وفقًا لما هذا هو للمواد.

بالطبع ، لا يمكن قياس فرق جهد التلامس باستخدام الفولتميتر ، إلا أنه سيظهر نفسه في خصائص الجهد الحالي ، على سبيل المثال ، يتجلى في الترانزستور و في الصمام الثنائي على تقاطع p-n.

خلاصة القول هي أنه ، على سبيل المثال ، عندما يتلامس معدنان ، يخرج النظام عن التوازن لأن الإمكانات الكيميائية لهذين المعدنين لا تتساوى مع بعضها البعض ، ونتيجة لذلك ، تنتشر الإلكترونات في اتجاه تقليل طاقتها ، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى حدوث تغيير في الشحن و الإمكانات الكهربائية للمعادن الملامسة. لذلك في المنطقة القريبة من الاتصال ، يبدأ نمو الحقل الكهربائي ، ونتيجة لذلك ، لدينا ما لدينا.

إذا نظرنا الآن مرة أخرى في هذين الموصلين من معادن مختلفة ، مغلقين فقط في حلقة ، عندما يصبح إجمالي emf في الدائرة المغلقة صفراً ، فإننا نحصل على مكانين للاتصال. سوف نسمي هذه الأماكن تقاطعات.

لذلك ، هناك تقاطعات اثنين من الموصلات مختلفة. ماذا لو حاولت تسخين أحد الوصلات ، وترك الثانية في درجة حرارة الغرفة؟ من الواضح ، نظرًا لأن المعادن المتصلة مختلفة ، وهناك فرق محتمل للتلامس في كل مفصل ، ستواجه الوصلات انحرافات EMF مختلفة في درجات حرارة مختلفة.

تثبت التجربة أن الفرق المحتمل بين الوصلات سوف يتناسب مع الفرق في درجات الحرارة ، بحيث يمكنك إدخال معامل التناسب ، والذي يسمى بالحرارة الكهرومغناطيسية. للمزدوجات الحرارية المختلفة ، سوف الحرارية EMF تكون مختلفة.

إذا تم قياس الجهد في سياق مثل هذه الحلقة ، فسيكون في درجة حرارة معيّنة تقريبًا متناسبًا تمامًا مع اختلاف درجات الحرارة في الوصلات. وحتى إذا تركت تقاطعًا واحدًا فقط (كما في الشكل) ، وقمت بتسخينه فقط ، وقمت بقياس الجهد بين طرفين موجودين في نفس درجة حرارة الغرفة ، فلا يزال بإمكانك العثور على اعتماد واضح جدًا لـ EMF على درجة حرارة الوصلة الحالية. هذه هي الطريقة التي تعمل المزدوجات الحرارية.

تشير الظاهرة الموصوفة إلى الكهرحرارية ، ويطلق على التأثير نفسه ، الذي تعمل على أساسه جميع المزدوجات الحرارية تأثير Seebeck، على شرف مكتشفه - توماس سيبيك. اليوم يمكنك أن تجد المزدوجات الحرارية الصناعية ، والتي ، اعتمادًا على نطاق درجة الحرارة المطلوبة المقاسة ، يتم تصنيع الأقطاب الكهربائية من سبائك مختارة خصيصًا.

على سبيل المثال ، المزدوجات الحرارية المصنوعة من الكروم والألوم تحتوي على معامل حراري يبلغ 40 ميكروفولت لكل درجة مئوية ، وهي مصممة لقياس درجات الحرارة في النطاق من 0 إلى + 1100 درجة مئوية. يسمح لك زوج من النحاس الثابت ، وهو شائع كأداة عرض ، بقياس درجات الحرارة من -185 إلى + 300 درجة مئوية.

تعتمد درجة حرارتها الكهرومغناطيسية (EMF) بقوة على اختلاف درجة الحرارة المحددة ، وبالتالي ، فإنه من المناسب استخدام الجدول ، عند تقييم درجة حرارة التقاطع الباردة عند 0 درجة مئوية ، وعند اختلاف درجة الحرارة 100 درجة ، يكون الفرق المحتمل لزوج النحاس - ثابت حوالي 4.25 م.ف.