థర్మోఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ (థర్మో-EMF) మరియు టెక్నాలజీలో దాని అప్లికేషన్

థర్మో-EMF అనేది ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లో సంభవించే ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్, ఇది సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన అసమాన కండక్టర్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

కండక్టర్ 1 మరియు రెండు ఒకేలాంటి కండక్టర్లు 2 కలిగి ఉన్న సరళమైన సర్క్యూట్, వాటి మధ్య పరిచయాలు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలలో T1 మరియు T2 వద్ద నిర్వహించబడతాయి, చిత్రంలో చూపబడింది.

వైర్ 1 చివర్లలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా, వేడి జంక్షన్ సమీపంలోని ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క సగటు గతిశక్తి చల్లటి దగ్గర కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. క్యారియర్లు హాట్ కాంటాక్ట్ నుండి చల్లగా వ్యాపిస్తాయి మరియు రెండోది క్యారియర్‌ల సంకేతం ద్వారా నిర్ణయించబడే సంభావ్యతను పొందుతుంది. గొలుసు యొక్క రెండవ భాగం యొక్క శాఖలలో ఇదే విధమైన ప్రక్రియ జరుగుతుంది. ఈ పొటెన్షియల్స్ మధ్య వ్యత్యాసం థర్మో-EMF.

క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్‌లో మెటల్ వైర్ల యొక్క అదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద, సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సంప్రదించండి వాటి మధ్య సరిహద్దుల వద్ద, ఇది సర్క్యూట్‌లో ఎటువంటి కరెంట్‌ను సృష్టించదు, కానీ వ్యతిరేక దిశలో ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాలను మాత్రమే సమతుల్యం చేస్తుంది.

పరిచయాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాల బీజగణిత మొత్తాన్ని గణించడం, అది అదృశ్యమవుతుందని అర్థం చేసుకోవడం సులభం. అందువలన, ఈ సందర్భంలో సర్క్యూట్లో EMF ఉండదు. కానీ పరిచయ ఉష్ణోగ్రతలు భిన్నంగా ఉంటే? C మరియు D కాంటాక్ట్‌లు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉన్నాయని భావించండి. తరువాత ఏమిటి? మెటల్ B నుండి ఎలక్ట్రాన్ల పని పనితీరు మెటల్ A నుండి పని చేసే పని కంటే తక్కువగా ఉంటుందని మనం ముందుగా ఊహిద్దాం.

ఈ పరిస్థితిని చూద్దాం. D ని హీట్ కాంటాక్ట్ చేద్దాం — మెటల్ B నుండి ఎలక్ట్రాన్లు మెటల్ Aకి బదిలీ చేయడం ప్రారంభిస్తాయి ఎందుకంటే నిజానికి జంక్షన్ D వద్ద ఉన్న కాంటాక్ట్ పొటెన్షియల్ తేడా దాని మీద వేడి ప్రభావం కారణంగా పెరుగుతుంది. కాంటాక్ట్ D దగ్గర మెటల్ A లో మరింత చురుకైన ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉన్నందున ఇది జరుగుతుంది మరియు ఇప్పుడు అవి B సమ్మేళనానికి వెళతాయి.

C సమ్మేళనం సమీపంలో ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క పెరిగిన సాంద్రత C పరిచయం ద్వారా, మెటల్ A నుండి మెటల్ B వరకు వాటి కదలికను ప్రారంభిస్తుంది. ఇక్కడ, B లోహంతో పాటు, ఎలక్ట్రాన్లు D పరిచయానికి కదులుతాయి. మరియు D సమ్మేళనం యొక్క ఉష్ణోగ్రత సంపర్కానికి సంబంధించి పెరుగుతూ ఉంటే. C, అప్పుడు ఈ క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్‌లో ఎలక్ట్రాన్ల దిశాత్మక కదలిక అపసవ్య దిశలో నిర్వహించబడుతుంది - EMF ఉనికి యొక్క చిత్రం కనిపిస్తుంది.

అసమాన లోహాలతో కూడిన అటువంటి క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్‌లో, సంపర్క ఉష్ణోగ్రతలలో వ్యత్యాసం ఫలితంగా ఏర్పడే EMFని థర్మో-EMF లేదా థర్మోఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ అంటారు.

థర్మో-EMF రెండు పరిచయాల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు సర్క్యూట్‌ను రూపొందించే లోహాల రకాన్ని బట్టి ఉంటుంది. అటువంటి సర్క్యూట్లో విద్యుత్ శక్తి వాస్తవానికి ఉష్ణ మూలం యొక్క అంతర్గత శక్తి నుండి ఉద్భవించింది, ఇది పరిచయాల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని నిర్వహిస్తుంది.వాస్తవానికి, ఈ పద్ధతి ద్వారా పొందిన EMF చాలా చిన్నది, లోహాలలో ఇది మైక్రోవోల్ట్‌లలో కొలుస్తారు, గరిష్టంగా పదుల మైక్రోవోల్ట్‌లలో ఉంటుంది, కాంటాక్ట్ ఉష్ణోగ్రతలలో ఒక డిగ్రీ వ్యత్యాసం కోసం.

సెమీకండక్టర్ల కోసం, థర్మో-EMF ఎక్కువగా మారుతుంది, వారికి ఇది ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం యొక్క డిగ్రీకి వోల్ట్ యొక్క భాగాలకు చేరుకుంటుంది, ఎందుకంటే సెమీకండక్టర్లలోని ఎలక్ట్రాన్ల ఏకాగ్రత వాటి ఉష్ణోగ్రతపై గణనీయంగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రానిక్ ఉష్ణోగ్రత కొలత కోసం, ఉపయోగించండి థర్మోకపుల్స్ (థర్మోకపుల్స్)థర్మో-EMF కొలత సూత్రంపై పని చేస్తోంది. థర్మోకపుల్‌లో రెండు అసమాన లోహాలు ఉంటాయి, వాటి చివరలు కలిసి కరిగించబడతాయి. రెండు పరిచయాల (జంక్షన్ మరియు ఉచిత చివరలు) మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని నిర్వహించడం ద్వారా, థర్మో-EMF కొలుస్తారు. ఉచిత చివరలు ఇక్కడ రెండవ పరిచయం పాత్రను పోషిస్తాయి. పరికరం యొక్క కొలిచే సర్క్యూట్ చివరలకు కనెక్ట్ చేయబడింది.

థర్మోకపుల్స్ యొక్క వివిధ లోహాలు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రత పరిధుల కోసం ఎంపిక చేయబడతాయి మరియు వాటి సహాయంతో ఉష్ణోగ్రతను సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో కొలుస్తారు.

థర్మోకపుల్స్ ఆధారంగా అల్ట్రా-ప్రెసిషన్ థర్మామీటర్లు తయారు చేస్తారు. థర్మోకపుల్స్ సహాయంతో, చాలా తక్కువ మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు రెండింటినీ అధిక ఖచ్చితత్వంతో కొలవవచ్చు. ఇంకా, కొలత యొక్క ఖచ్చితత్వం అంతిమంగా థర్మో-EMFని కొలిచే వోల్టమీటర్ యొక్క ఖచ్చితత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఫిగర్ రెండు జంక్షన్లతో థర్మోకపుల్‌ను చూపుతుంది. ఒక జంక్షన్ కరిగే మంచులో మునిగిపోతుంది, మరియు మరొక జంక్షన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత డిగ్రీలలో క్రమాంకనం చేయబడిన స్కేల్‌తో వోల్టమీటర్‌ను ఉపయోగించి నిర్ణయించబడుతుంది. అటువంటి థర్మామీటర్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి, కొన్నిసార్లు థర్మోకపుల్స్ బ్యాటరీకి కనెక్ట్ చేయబడతాయి. రేడియంట్ ఎనర్జీ యొక్క చాలా బలహీనమైన ఫ్లక్స్‌లను కూడా (ఉదా. సుదూర నక్షత్రం నుండి) ఈ విధంగా కొలవవచ్చు.

ఆచరణాత్మక కొలతల కోసం, ఇనుము-కాన్స్టాన్టన్, రాగి-కాన్స్టాన్టన్, క్రోమెల్-అలుమెల్ మొదలైనవి చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రతల కొరకు, వారు ప్లాటినం మరియు దాని మిశ్రమాలతో ఆవిరిని ఆశ్రయిస్తారు - వక్రీభవన పదార్థాలకు.

థర్మోకపుల్స్ యొక్క అప్లికేషన్ విస్తృతంగా ఆమోదించబడింది ఆటోమేటెడ్ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ వ్యవస్థలలో అనేక ఆధునిక పరిశ్రమలలో థర్మోకపుల్ సిగ్నల్ విద్యుత్ మరియు నిర్దిష్ట తాపన పరికరం యొక్క శక్తిని సర్దుబాటు చేసే ఎలక్ట్రానిక్స్ ద్వారా సులభంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు.

ఈ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌కు వ్యతిరేక ప్రభావాన్ని (సీబెక్ ఎఫెక్ట్ అని పిలుస్తారు), సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రత్యక్ష విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రవహిస్తున్నప్పుడు కాంటాక్ట్‌లలో ఒకదానిని వేడి చేయడంతోపాటు మరొకదానిని చల్లబరుస్తుంది, దీనిని పెల్టియర్ ప్రభావం అంటారు.

రెండు ప్రభావాలు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ రిఫ్రిజిరేటర్లలో ఉపయోగించబడతాయి. మరిన్ని వివరాల కోసం ఇక్కడ చూడండి:సీబెక్, పెల్టియర్ మరియు థామ్సన్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాలు మరియు వాటి అప్లికేషన్లు