థామ్సన్ ప్రభావం — ఒక థర్మోఎలెక్ట్రిక్ దృగ్విషయం
ఒక ప్రత్యక్ష విద్యుత్ ప్రవాహం వైర్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఆ వైర్ ప్రకారం వేడి చేయబడుతుంది జూల్-లెంజ్ చట్టంతో: కండక్టర్ యొక్క యూనిట్ వాల్యూమ్కు విడుదలైన థర్మల్ పవర్ ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు కండక్టర్లో పనిచేసే విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క బలం యొక్క ఉత్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది.
విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో వైర్లో కదిలేవి దీనికి కారణం ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు, కరెంట్ను ఏర్పరుస్తుంది, దారిలో ఉన్న క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క నోడ్లతో ఢీకొని, వాటి గతి శక్తిలో కొంత భాగాన్ని వాటికి బదిలీ చేస్తుంది, ఫలితంగా, క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క నోడ్లు మరింత బలంగా కంపించడం ప్రారంభిస్తాయి, అనగా కండక్టర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత దాని వాల్యూమ్ అంతటా పెరుగుతుంది.
మరింత విద్యుత్ క్షేత్ర బలం ఒక తీగలో - స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అధిక వేగం క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క నోడ్లతో ఢీకొనే ముందు వేగవంతం కావడానికి సమయం ఉంటుంది, అవి స్వేచ్ఛా మార్గంలో పొందేందుకు ఎక్కువ గతిశక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు అవి నోడ్లకు మరింత మొమెంటంను బదిలీ చేస్తాయి. వారితో ఢీకొన్న సమయంలో క్రిస్టల్ లాటిస్.ఎక్కువ విద్యుత్ క్షేత్రం, కండక్టర్లోని ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు వేగవంతం అవుతాయని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, కండక్టర్ వాల్యూమ్లో ఎక్కువ వేడి విడుదల అవుతుంది.
ఇప్పుడు ఒక వైపు వైర్ వేడి చేయబడిందని ఊహించుకుందాం. అంటే, ఒక చివర మరొక చివర కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది, మరొక చివర చుట్టుపక్కల గాలికి సమానమైన ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది. దీని అర్థం కండక్టర్ యొక్క వేడిచేసిన భాగంలో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ఇతర భాగంలో కంటే ఉష్ణ కదలిక యొక్క అధిక వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
మీరు ఇప్పుడు తీగను ఒంటరిగా వదిలేస్తే, అది క్రమంగా చల్లబడుతుంది. కొంత వేడి నేరుగా చుట్టుపక్కల గాలికి బదిలీ చేయబడుతుంది, కొంత వేడి వైర్ యొక్క తక్కువ వేడి వైపుకు మరియు దాని నుండి చుట్టుపక్కల గాలికి బదిలీ చేయబడుతుంది.
ఈ సందర్భంలో, థర్మల్ కదలిక యొక్క అధిక రేట్లు కలిగిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు కండక్టర్ యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్లోని ఉష్ణోగ్రత సమానం అయ్యే వరకు, అంటే, థర్మల్ రేట్లు వచ్చే వరకు కండక్టర్ యొక్క తక్కువ వేడి చేయబడిన భాగంలో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లకు మొమెంటంను బదిలీ చేస్తాయి. కండక్టర్ వాల్యూమ్ అంతటా ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక సమం చేయబడుతుంది.
ప్రయోగాన్ని క్లిష్టతరం చేద్దాం. మేము వైర్ను డైరెక్ట్ కరెంట్ సోర్స్కి కనెక్ట్ చేస్తాము, మూలం యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్ కనెక్ట్ చేయబడే మంటతో ప్రక్కను వేడి చేస్తాము. మూలం సృష్టించిన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో, వైర్లోని ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతికూల టెర్మినల్ నుండి సానుకూల టెర్మినల్కు వెళ్లడం ప్రారంభిస్తాయి.
అదనంగా, వైర్ను ముందుగా వేడి చేయడం ద్వారా సృష్టించబడిన ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఈ ఎలక్ట్రాన్ల కదలికకు మైనస్ నుండి ప్లస్కు దోహదం చేస్తుంది.
మూలం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం వైర్ వెంట వేడిని వ్యాప్తి చేయడానికి సహాయపడుతుందని మేము చెప్పగలం, అయితే వేడి చివర నుండి చల్లని చివర వరకు కదిలే ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు సాధారణంగా మందగిస్తాయి, అంటే అవి పరిసర అణువులకు అదనపు ఉష్ణ శక్తిని బదిలీ చేస్తాయి.
అంటే, ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల చుట్టూ ఉన్న అణువుల దిశలో, జౌల్-లెంజ్ వేడికి సంబంధించి అదనపు వేడి విడుదల అవుతుంది.
ఇప్పుడు వైర్ యొక్క ఒక వైపు మళ్లీ మంటతో వేడి చేయండి, అయితే ప్రస్తుత మూలాన్ని వేడిచేసిన వైపుకు సానుకూల దారితో కనెక్ట్ చేయండి. ప్రతికూల టెర్మినల్ వైపున, కండక్టర్లోని ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ఉష్ణ కదలిక యొక్క తక్కువ వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే మూలం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో అవి వేడిచేసిన ముగింపుకు వెళతాయి.
వైర్ను ప్రీహీట్ చేయడం ద్వారా సృష్టించబడిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల ఉష్ణ చలనం ఈ ఎలక్ట్రాన్ల కదలికకు మైనస్ నుండి ప్లస్ వరకు వ్యాపిస్తుంది. కోల్డ్ ఎండ్ నుండి హాట్ ఎండ్కి కదిలే ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు సాధారణంగా వేడిచేసిన వైర్ నుండి ఉష్ణ శక్తిని గ్రహించడం ద్వారా వేగవంతం చేయబడతాయి, అంటే అవి ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల చుట్టూ ఉన్న అణువుల ఉష్ణ శక్తిని గ్రహిస్తాయి.
ఈ ప్రభావం కనుగొనబడింది 1856లో బ్రిటిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త విలియం థామ్సన్అని కనుగొన్నది జౌల్-లెంజ్ చట్టానికి అనుగుణంగా విడుదల చేయబడిన వేడికి అదనంగా, ఏకరీతిగా వేడి చేయని డైరెక్ట్ కరెంట్ కండక్టర్లో, కరెంట్ యొక్క దిశను బట్టి (మూడవ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం) కండక్టర్ వాల్యూమ్లో అదనపు వేడి విడుదల చేయబడుతుంది లేదా గ్రహించబడుతుంది. .
థామ్సన్ వేడి మొత్తం కరెంట్ పరిమాణం, కరెంట్ వ్యవధి మరియు కండక్టర్లోని ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.t — థామ్సన్ కోఎఫీషియంట్, ఇది కెల్విన్కు వోల్ట్లలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు అదే పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది థర్మోఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్.
ఇతర థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాలు: సీబెక్ మరియు పెల్టియర్ ప్రభావం