سی بیک، پیلٹیر اور تھامسن تھرمو الیکٹرک اثرات

تھرمو الیکٹرک ریفریجریٹرز اور جنریٹرز کا آپریشن تھرمو الیکٹرک مظاہر پر مبنی ہے۔ ان میں Seebeck، Peltier اور Thomson اثرات شامل ہیں۔ یہ اثرات تھرمل انرجی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے اور برقی توانائی کو سرد توانائی میں تبدیل کرنے سے متعلق ہیں۔

تاروں کی تھرمو الیکٹرک خصوصیات گرمی اور برقی رو کے درمیان تعلق کی وجہ سے ہیں:

• سیبیک اثر - ابھرنا تھرمو-EMF ناہموار تاروں کی زنجیر میں، اس کے حصوں کے مختلف درجہ حرارت پر؛
• پیلٹیر اثر - دو مختلف کنڈکٹرز کے رابطے پر گرمی کا جذب یا رہائی جب ان سے براہ راست برقی کرنٹ گزرتا ہے۔
• تھامسن اثر - کھمبے سے گزرتے وقت کنڈکٹر کے حجم میں حرارت (سپر جول) کا جذب یا رہائی، درجہ حرارت کے میلان کی موجودگی میں برقی رو۔

سیبیک، پیلٹیر، اور تھامسن کے اثرات متحرک مظاہر میں شامل ہیں۔ ان کا تعلق چارج اور توانائی کی نقل و حرکت کے عمل سے ہے، اس لیے انہیں اکثر ٹرانسفر فینومینا کہا جاتا ہے۔کرسٹل میں چارج اور توانائی کے دشاتمک بہاؤ بیرونی قوتوں کے ذریعے پیدا اور برقرار رکھے جاتے ہیں: برقی میدان، درجہ حرارت کا میلان۔

ذرات کا دشاتمک بہاؤ (خاص طور پر چارج کیریئرز - الیکٹران اور سوراخ) ان ذرات کے ارتکاز کے میلان کی موجودگی میں بھی ہوتا ہے۔ مقناطیسی میدان خود چارج یا توانائی کے ڈائریکٹ بہاؤ نہیں بناتا، لیکن یہ دوسرے بیرونی اثرات سے پیدا ہونے والے بہاؤ کو متاثر کرتا ہے۔

Seebekov اثر

سیبیک اثر یہ ہے کہ اگر کھلے برقی سرکٹ میں کئی مختلف موصلوں پر مشتمل ایک رابطہ درجہ حرارت T1 (گرم جنکشن) اور دوسرا درجہ حرارت T2 (کولڈ جنکشن) کو برقرار رکھتا ہے، تو اس شرط کے تحت کہ T1 T2 کے برابر نہ ہو۔ سرکٹ پر تھرمو الیکٹرو موٹیو فورس E نمودار ہوتی ہے۔ جب رابطے بند ہوتے ہیں تو سرکٹ میں برقی رو ظاہر ہوتی ہے۔

Seebekov اثر:

کنڈکٹر میں درجہ حرارت کے میلان کی موجودگی میں، چارج کیریئرز کا تھرمل بازی بہاؤ گرم سرے سے سرد سرے تک ہوتا ہے۔ اگر برقی سرکٹ کھلا ہے، تو کیریئرز سرد سرے پر جمع ہوتے ہیں، اگر یہ الیکٹران ہیں تو منفی طور پر چارج کرتے ہیں، اور سوراخ کی ترسیل کے معاملے میں مثبت۔ اس صورت میں، غیر معاوضہ آئن چارج گرم سرے پر رہتا ہے۔

نتیجے میں برقی میدان سرد سرے کی طرف کیریئرز کی نقل و حرکت کو سست کرتا ہے اور گرم سرے کی طرف کیریئرز کی نقل و حرکت کو تیز کرتا ہے۔ غیر متوازن تقسیم کا فنکشن درجہ حرارت کی تدریجی تبدیلیوں سے بنتا ہے جو برقی میدان کے عمل کے تحت ہوتا ہے اور کسی حد تک بگڑ جاتا ہے۔ نتیجے میں تقسیم ایسی ہے کہ کرنٹ صفر ہے۔ برقی میدان کی طاقت درجہ حرارت کے میلان کے متناسب ہے جس کی وجہ سے یہ ہوا ہے۔

تناسبی عنصر کی قدر اور اس کا نشان مواد کی خصوصیات پر منحصر ہے۔ الیکٹرک سی بیک فیلڈ کا پتہ لگانا اور تھرمو الیکٹرو موٹیو فورس کو صرف مختلف مواد پر مشتمل سرکٹ میں ناپنا ممکن ہے۔ ممکنہ رابطوں میں فرق رابطے میں آنے والے مواد کی کیمیائی صلاحیتوں میں فرق کے مساوی ہے۔

پیلٹیر اثر

پیلٹیئر اثر یہ ہے کہ جب براہ راست کرنٹ دو کنڈکٹرز یا سیمی کنڈکٹرز پر مشتمل تھرموکوپل سے گزرتا ہے، تو رابطہ پوائنٹ پر حرارت کی ایک خاص مقدار جاری یا جذب ہوتی ہے (کرنٹ کی سمت پر منحصر ہے)۔

جب الیکٹران برقی رابطے کے ذریعے پی قسم کے مواد سے این قسم کے مواد میں منتقل ہوتے ہیں، تو انہیں توانائی کی رکاوٹ پر قابو پانا چاہیے اور ایسا کرنے کے لیے کرسٹل جالی (کولڈ جنکشن) سے توانائی لینا چاہیے۔ اس کے برعکس، جب این قسم کے مواد سے پی قسم کے مواد میں جاتے ہیں، تو الیکٹران جالی (گرم جنکشن) کو توانائی دیتے ہیں۔

پیلٹیئر اثر:

تھامسن اثر

تھامسن کا اثر یہ ہے کہ جب ایک برقی رو کسی موصل یا سیمی کنڈکٹر سے گزرتی ہے جس میں درجہ حرارت کا میلان پیدا ہوتا ہے، تو جول حرارت کے علاوہ، حرارت کی ایک خاص مقدار جاری یا جذب ہوتی ہے (کرنٹ کی سمت پر منحصر ہے)۔

اس اثر کی جسمانی وجہ اس حقیقت سے متعلق ہے کہ آزاد الیکٹران کی توانائی درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ پھر الیکٹران گرم کمپاؤنڈ میں سرد کی نسبت زیادہ توانائی حاصل کرتے ہیں۔ مفت الیکٹرانوں کی کثافت بھی بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتی ہے، جس کے نتیجے میں گرم سرے سے سرد سرے تک الیکٹران کا بہاؤ ہوتا ہے۔

مثبت چارج گرم سرے پر اور منفی چارج سرد سرے پر جمع ہوتا ہے۔ چارجز کی دوبارہ تقسیم الیکٹران کے بہاؤ کو روکتی ہے اور، ایک خاص ممکنہ فرق پر، اسے مکمل طور پر روک دیتی ہے۔

اوپر بیان کردہ مظاہر سوراخ کی ترسیل والے مادوں میں بھی اسی طرح وقوع پذیر ہوتے ہیں، فرق صرف اتنا ہے کہ منفی چارج گرم سرے پر جمع ہوتا ہے اور ٹھنڈے سرے پر مثبت چارج شدہ سوراخ۔ لہذا، مخلوط چالکتا والے مادوں کے لیے، تھامسن اثر نہ ہونے کے برابر نکلتا ہے۔

تھامسن اثر:

تھامسن اثر کو عملی استعمال نہیں ملا ہے، لیکن اسے سیمی کنڈکٹرز کی ناپاک چالکتا کی قسم کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

Seebeck اور Peltier اثرات کا عملی استعمال

تھرمو الیکٹرک مظاہر: سیبیک اور پیلٹیر اثرات - بغیر مشین گرمی سے برقی توانائی کے کنورٹرز میں عملی اطلاق تلاش کریں۔ تھرمو الیکٹرک جنریٹرز (TEG), ہیٹ پمپس میں — کولنگ ڈیوائسز، تھرموسٹیٹ، ایئر کنڈیشنر، پیمائش اور کنٹرول کے نظام جیسے درجہ حرارت کے سینسر، حرارت کا بہاؤ (دیکھیں — تھرمو الیکٹرک کنورٹرز).

تھرمو الیکٹرک آلات کے مرکز میں خصوصی سیمی کنڈکٹر عناصر-ٹرانسڈیوسرز (تھرمو ایلیمنٹس، تھرمو الیکٹرک ماڈیولز) ہوتے ہیں، مثلاً TEC1-12706۔ یہاں مزید پڑھیں: پیلٹیئر عنصر - یہ کیسے کام کرتا ہے اور کیسے چیک کریں اور کنیکٹ کریں۔