B. A. Nazarbayeva
Yüklə 3,42 Mb. Pdf görüntüsü
|
| a
T = = α 1 +2 α 2 T = 4,094 10 -2 + 5,748 10 -5 T (4.52) Tenglamadan ko‘rinib turibdiki, koeffitsiyent haroratdan chiziqli funksiya bo‘lib hisoblanadi. u ba’zan termojuft tutashmaning sezgirligi deb ataladi. Qoidaga ko‘ra, sovuqroq haroratda joylashadigan etalon tutashma sovuq ulanma, ikkinchi tutashma esa – issiq ulanma deb ataladi. Zeebek koeffitsiyenti tutashuvning fizikaviy tabiatiga bog‘liq bo‘lmaydi, metallar buralgan, payvandlangan, kavsharlangan va hokazo bo‘lishi mumkin. Faqatgina kavsharlarning harorati va metallarning xususiyatlari ahamiyatga ega bo‘ladi. Zeebek effekti issiqlik energiyasining elektr enargiyasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri aylanishi bo‘lib hisoblanadi. 1826 yilda A. Bekkerel Zeebek effektidan haroratni o‘lchash uchun foydalanishni taklif qilgan. Biroq termojuftlikning birinchi konstruksiyasi Genri Le-Shatelye tomonidan oradan qariyb oltmish yil o‘tgandan keyin yaratilgan. U platina bilan platina va rodiy qotishmasidan tayyorlangan simlarni tutashtirish eng 182 katta termokuchlanishni olish imkonini berishini aniqlashga muvaffaq bo‘lgan. Le- Shatelye metallarning ko‘plab kombinatsiyalarining termoelektrik xususiyatlarini o‘rgangan va tasvirlab bergan. u tomonidan olingan ma’lumotlardan hozirgi kungacha haroratlarni o‘lchashda foydalaniladi. Ilovada termojuftliklarning ba’zi bir keng tarqalishga ega bo‘lgan tiplarining 25 ga mos keladigan sezgirliklari keltirilgan, 4.21- rasmda esa standart termojuftliklar uchun keng haroratlar diapazonida Zeebek kuchlanishlari ko‘rsatilgan. Shuni qayd qilish lozimki, termoelektrik sezgirlik butun haroratlar intervalida doimiy bo‘lib hisoblanmaydi va termojuftliklar odatda 0 da taqqoslanadi. Zeebek effektidan shuningdek termoelementlarda ham foydalaniladi, ular mohiyati bo‘yicha o‘zlarida bir nechta ketma-ket ulangan termojuftliklarni taqdim qiladi. Hozirgi kunda termoelementlar issiqlik nurlanishlarini detektorlash uchun ko‘p qo‘llaniladi. Simlardan tayyorlangan birinchi termoelementlar Jeyms Joul (1818-1889 y) tomonidan o‘lchash qurilmasining chiqish kuchlanishini oshirish uchun ishlab chiqilgan. 4.21- rasm. Standart termojuftliklarda chiqish kuchlanishining sovuq va issiq kavsharlar o‘rtasidagi haroratlar gradientiga bog‘lanishi 183 4.22- rasm. Peltye effekti Hozirgi kunda Zeebek effekti integrallangan datchiklarda qo‘llaniladi, ularda mos keluvchi materiallar juftliklari yarim o‘tkazgich tagliklar yuzasiga surkaladi. Bunday datchiklarga misol bo‘lib issiqlik nurlanishlarini aniqlaydigan termoelement xizmat qila oladi. Kremniy etarlicha katta Zeebek koeffitsiyentiga ega bo‘lganligi sababli, uning asosida yuqori sezgirlikka ega bo‘lgan termoelektrik detektorlar tayyorlanadi. Zeebek effekti E G‘ Fermi energiyasining harorat bog‘lanishi bilan bog‘lanadi, shu sababli n -tipidagi kremniy uchun Zeebek koeffitsiyentini qiziqtiradigan harorat diapazonidagi (xona haroratidagi datchiklar uchun) solishtirma elektr qarshiligidan funksiya bilan approksimatsiyalash mumkin: a a = ln (4.53) bu yerda p 0 = 5 10 -6 Ώ m va m = 2,5 konstantalar bo‘lib hisoblanadi. k – Bolsman doimiysi, - elektr zaryadi. Legirlaydigan qo‘shimchalar yordamida 0,3 ... 0,6 mV/K atrofida Zeebek koeffitsiyentiga ega bo‘lgan materiallar olinadi. O‘n to‘qqizinchi asrning boshlarida keyinchalik fizikka aylangan fransuz soatsozi Jan Sharl Atanas Peltye (1785-1845) elektr tokining bir materialdan ikkinchisiga o‘tishida ularning tutashuv joyida yoki issiqlik ajralishi, yoki issiqlik yutilishi sodir bo‘ladi, bu tokning yo‘nalishiga bog‘liq bo‘lishini aniqlagan: dQ p = pidt (4.54) 184 Bunda i – tok kuchi, t – vaqt, p koeffitsiyent kuchlanish o‘lchamliligiga ega va materialning termoelektrik hususiyatlari bilan belgilanadi. Shuni qayd qilish lozimki, issiqlik miqdori boshqa tutashuvlarning haroratiga bog‘liq bo‘lmaydi. Peltye effekti – bu ikkita turlicha metallarning tutashuvidan elektr toki o‘tganda issiqlik ajralishi yoki yutilishidir. Bu hodisa tok tashqi manbalardan kirib keladigan holat uchun ham, termojuftlikning kavsharlangan joyida Zeebek effekti tufayli induksiyalanadigan holat uchun ham xarakterlidir. Peltye effekti ikkita vaziyatda qo‘llaniladi: yoki materiallar tutashgan joyga issiqlik olib borish kerak bo‘lganda, yoki issiqlikni olib ketish kerak bo‘lganda, bu tokning yo‘nalishini o‘zgartirish bilan amalga oshiriladi. Bu hususiyat haroratni pretsizion nazorat qilishni amalga oshirish talab qilinadigan qurilmalarda qo‘llanilishga ega bo‘lgan. Peltye va Zeebek effektlari bir hil tabiatga ega deb hisoblanadi. biroq shuni yaxshi anglash kerakki, Peltye va Joul issiqligi bir-biridan farq qiladi. Peltye issiqligi, Joul issiqligidan farqli o‘laroq, tok kuchiga chiziqli bog‘liq bo‘ladi (Joul issiqligi uchida qarshilikka ega bo‘lgan o‘tkazgich orqali har qanday yo‘nalishda elektr toki o‘tganda ajraladi. Bunda ajralib chiqadigan issiqlik energiyasi tokning kvadratiga proporsional bo‘ladi: P = i 2 /R, R – o‘tkazgichning qarshiligi). Peltye issiqlik energiyasining kattaligi va yo‘nalishi ikkita turlicha materiallarni tutashtirishning fizikaviy tabiatiga bog‘liq bo‘lmaydi, balki to‘lig‘icha ularning hajmiy termoelektrik xususiyatlari bilan belgilanadi. Peltye effektidan spektrning uzoq infraqizil diapazonida ishlaydigan, foton detektorlarining, shuningdek sovutiladigan oynali gigrometrlarning haroratini pasaytirish uchun qo‘llaniladigan termoelektrik sovutgichlarda foydalaniladi. Shuni esdan chiqarmaslik kerakki, sxemaning turlicha haroratga ega bo‘lgan ikkita yoki undan ko‘p metallar tutashtiriladigan har qanday joyida har doim termoelektrik tok vujudga keladi. Bu haroratlar farqiga har doim Furye issiqlik o‘tkazuvchanlik hodisasi hamrohlik qiladi, elektr toki o‘tganda esa Joul issiqligi ajraladi. Shu bilan birgalikda elektr tokining o‘tishi Peltye effekti – turli materiallarning tutashuv joylarida issiqlik ajralishi yoki yutilishi bilan bog‘lanadi, bunda shuningdek haroratlar farqi Tompson effekti – o‘tkazgichning o‘zining 185 uzunligi bo‘ylab qizishi yoki sovushi paydo bo‘lishini ham chaqiradi. Bu ikkita issiqlik effekti (Tompson va Peltye effektlari) Zeebekning elektr yurituvchi kuch uchun ifodasida to‘rtta tarkib topuvchi ko‘rinishida ifodalanadi: E = p AB + (4.55) Bunda σ – Tompson koeffitsiyenti deb ataladigan kattalik, uni Tompsonning o‘zi σ bilan termodinamikada qabul qilingan odatdagi s issiqlik sig‘imini solishtirish bilan solishtirma elektr issiqlik sig‘imi deb atagan. σ kattalik haroratlar farqi birligiga va massa birligiga to‘g‘ri keladigan issiqliq ajralishi qanday tezlik bilan sodir bo‘lishini ko‘rsatadi. Yüklə 3,42 Mb. Dostları ilə paylaş:
|