تھرمو الیکٹرو موٹیو فورس (تھرمو-ای ایم ایف) اور ٹیکنالوجی میں اس کا اطلاق

تھرمو-EMF ایک الیکٹرو موٹیو قوت ہے جو ایک برقی سرکٹ میں ہوتی ہے جس میں سیریز سے منسلک ناہموار کنڈکٹر ہوتے ہیں۔

ایک کنڈکٹر 1 اور دو ایک جیسے کنڈکٹر 2 پر مشتمل سادہ ترین سرکٹ، جن کے درمیان رابطے مختلف درجہ حرارت T1 اور T2 پر برقرار رہتے ہیں، کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

تار 1 کے سروں پر درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے، گرم جنکشن کے قریب چارج کیریئرز کی اوسط حرکی توانائی سرد کے قریب سے زیادہ ہوتی ہے۔ کیریئرز گرم رابطے سے سرد رابطے میں پھیل جاتے ہیں، اور مؤخر الذکر ایک ایسی صلاحیت حاصل کر لیتا ہے جس کی علامت کیریئرز کے نشان سے طے ہوتی ہے۔ اسی طرح کا عمل سلسلہ کے دوسرے حصے کی شاخوں میں ہوتا ہے۔ ان صلاحیتوں کے درمیان فرق تھرمو-EMF ہے۔

بند سرکٹ میں رابطے میں دھاتی تاروں کے اسی درجہ حرارت پر، ممکنہ فرق سے رابطہ کریں۔ ان کے درمیان کی حدود پر، یہ سرکٹ میں کوئی کرنٹ نہیں بنائے گا، بلکہ صرف الیکٹران کے مخالف بہاؤ کو متوازن رکھے گا۔

رابطوں کے درمیان ممکنہ فرق کے الجبری مجموعے کا حساب لگانا، یہ سمجھنا آسان ہے کہ یہ غائب ہو جاتا ہے۔ لہذا، اس صورت میں سرکٹ میں کوئی EMF نہیں ہوگا. لیکن اگر رابطہ کا درجہ حرارت مختلف ہو تو کیا ہوگا؟ فرض کریں کہ رابطے C اور D مختلف درجہ حرارت پر ہیں۔ پھر کیا؟ آئیے پہلے فرض کریں کہ دھات B سے الیکٹرانوں کا کام کا فعل دھات A سے کام کے فعل سے کم ہے۔

آئیے اس صورتحال کا جائزہ لیتے ہیں۔ آئیے رابطہ D کو گرم کریں - دھات B سے الیکٹران دھات A میں منتقل ہونا شروع کر دیں گے کیونکہ اصل میں جنکشن D پر رابطہ ممکنہ فرق اس پر گرمی کے اثر کی وجہ سے بڑھ جائے گا۔ ایسا اس لیے ہوگا کیونکہ دھات A میں زیادہ فعال الیکٹران D کے قریب ہیں اور اب وہ کمپاؤنڈ B کی طرف دوڑیں گے۔

کمپاؤنڈ C کے قریب الیکٹرانوں کا بڑھتا ہوا ارتکاز ان کی حرکت C کے ذریعے دھات A سے دھات B تک شروع کرتا ہے۔ یہاں، دھات B کے ساتھ ساتھ، الیکٹران D سے رابطہ کرنے کی طرف بڑھیں گے۔ اور اگر مرکب D کا درجہ حرارت رابطے کی نسبت بلند ہوتا رہتا ہے۔ C، پھر اس بند سرکٹ میں الیکٹران کی دشاتمک حرکت کو گھڑی کی مخالف سمت میں برقرار رکھا جائے گا - ایک EMF کی موجودگی کی تصویر ظاہر ہوگی۔

متضاد دھاتوں پر مشتمل اس طرح کے بند سرکٹ میں، رابطے کے درجہ حرارت میں فرق کے نتیجے میں پیدا ہونے والے EMF کو تھرمو-EMF یا تھرمو الیکٹرو موٹیو فورس کہا جاتا ہے۔

تھرمو-EMF دو رابطوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کے براہ راست متناسب ہے اور سرکٹ بنانے والی دھاتوں کی قسم پر منحصر ہے۔ ایسے سرکٹ میں برقی توانائی دراصل حرارت کے منبع کی اندرونی توانائی سے حاصل ہوتی ہے جو رابطوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو برقرار رکھتی ہے۔بلاشبہ، اس طریقہ سے حاصل کردہ EMF انتہائی چھوٹا ہے، دھاتوں میں اسے مائیکرو وولٹس میں ماپا جاتا ہے، زیادہ سے زیادہ دسیوں مائیکرو وولٹس میں ہوتا ہے، رابطے کے درجہ حرارت میں ایک ڈگری کے فرق کے لیے۔

سیمی کنڈکٹرز کے لیے، تھرمو-ای ایم ایف زیادہ نکلتا ہے، ان کے لیے یہ درجہ حرارت کے فرق کے ایک وولٹ کے حصوں تک پہنچ جاتا ہے، کیونکہ سیمی کنڈکٹرز میں الیکٹران کا ارتکاز خود ان کے درجہ حرارت پر نمایاں طور پر منحصر ہوتا ہے۔

الیکٹرانک درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے استعمال کریں۔ تھرموکوپل (تھرموکپل)تھرمو-EMF پیمائش کے اصول پر کام کرنا۔ تھرموکوپل دو مختلف دھاتوں پر مشتمل ہوتا ہے جن کے سرے ایک ساتھ سولڈر ہوتے ہیں۔ دو رابطوں (جنکشن اور آزاد سروں) کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو برقرار رکھتے ہوئے، تھرمو-EMF کی پیمائش کی جاتی ہے۔ یہاں آزاد سرے دوسرے رابطے کا کردار ادا کرتے ہیں۔ ڈیوائس کا ماپنے والا سرکٹ سروں سے جڑا ہوا ہے۔

تھرموکوپلز کی مختلف دھاتوں کو درجہ حرارت کی مختلف حدود کے لیے منتخب کیا جاتا ہے اور ان کی مدد سے سائنس اور ٹیکنالوجی میں درجہ حرارت کی پیمائش کی جاتی ہے۔

انتہائی صحت سے متعلق تھرمامیٹر تھرموکوپل کی بنیاد پر بنائے جاتے ہیں۔ تھرموکوپل کی مدد سے انتہائی کم اور کافی زیادہ دونوں درجہ حرارت کو اعلیٰ درستگی کے ساتھ ناپا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، پیمائش کی درستگی بالآخر وولٹ میٹر کی درستگی پر منحصر ہے جو تھرمو-EMF کی پیمائش کرتا ہے۔

اعداد و شمار دو جنکشن کے ساتھ ایک تھرموکوپل دکھاتا ہے۔ ایک جنکشن پگھلنے والی برف میں ڈوبا ہوا ہے، اور دوسرے جنکشن کا درجہ حرارت ڈگری میں کیلیبریٹ شدہ پیمانے کے ساتھ وولٹ میٹر کا استعمال کرتے ہوئے طے کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے تھرمامیٹر کی حساسیت کو بڑھانے کے لیے بعض اوقات تھرموکوپلز کو بیٹری سے جوڑا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ تابناک توانائی کے بہت کمزور بہاؤ (مثلاً دور ستارے سے) کو بھی اس طرح ناپا جا سکتا ہے۔

عملی پیمائش کے لیے، آئرن-کانسٹینٹان، کاپر-کانسٹینٹان، کرومیل-ایلومیل، وغیرہ اکثر استعمال ہوتے ہیں۔ جہاں تک اعلی درجہ حرارت کا تعلق ہے، وہ پلاٹینم اور اس کے مرکب کے ساتھ بخارات کا سہارا لیتے ہیں - ریفریکٹری میٹریل تک۔

تھرموکوپلس کی درخواست کو بڑے پیمانے پر قبول کیا جاتا ہے۔ خودکار درجہ حرارت کنٹرول سسٹم میں بہت سی جدید صنعتوں میں کیونکہ تھرموکوپل سگنل برقی ہوتا ہے اور اس کی تشریح الیکٹرانکس کے ذریعے کی جا سکتی ہے جو کسی خاص حرارتی آلے کی طاقت کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔

اس تھرمو الیکٹرک اثر کا مخالف اثر (جسے سیبیک اثر کہا جاتا ہے)، جس میں ایک رابطے کو گرم کرنے کے ساتھ ساتھ سرکٹ سے براہ راست برقی کرنٹ گزرنے کے دوران دوسرے کو ٹھنڈا کرنے پر مشتمل ہوتا ہے، پیلٹیئر اثر کہلاتا ہے۔

دونوں اثرات تھرمو الیکٹرک جنریٹرز اور تھرمو الیکٹرک ریفریجریٹرز میں استعمال ہوتے ہیں۔ مزید تفصیلات کے لیے یہاں دیکھیں:سی بیک، پیلٹیئر اور تھامسن تھرمو الیکٹرک اثرات اور ان کے استعمال