Şekilde termoelektrik alanımızdaki üç ana etkinin şematik diyagramları gösterilmektedir: Bunlar Seebeck etkisi, Peltier etkisi ve Thomson etkisidir. Bu sefer William Thomson'ı ve onun büyük keşfini, Thomson etkisini inceleyeceğiz.
William Thomson, 1824'te İrlanda'da doğdu. Babası James, Belfast Kraliyet Koleji'nde matematik profesörüydü. Daha sonra Glasgow Üniversitesi'nde ders verirken ailesi, William sekiz yaşındayken Glasgow, İskoçya'ya taşındı. Thomson, Glasgow Üniversitesi'ne on yaşında girdi (o dönemde İrlanda üniversitelerinin en yetenekli ilkokul öğrencilerini kabul etmesine şaşırmamalısınız) ve 14 yaş civarında üniversite düzeyinde dersler almaya başladı. 15 yaşındayken, "Dünyanın Şekli" başlıklı makalesiyle üniversite altın madalyası kazandı. Thomson daha sonra Cambridge Üniversitesi'ne gitti ve sınıfının en iyi ikinci öğrencisi olarak mezun oldu. Mezun olduktan sonra Paris'e gitti ve Rene'nin rehberliğinde bir yıl deneysel araştırma yaptı. 1846'da Thomson, 1899'da emekli olana kadar doğa felsefesi (yani fizik) profesörü olarak hizmet etmek üzere Glasgow Üniversitesi'ne döndü.
Thomson, Glasgow Üniversitesi'nde ilk modern fizik laboratuvarını kurdu. 24 yaşındayken termodinamik üzerine bir monografi yayınladı ve sıcaklık için "mutlak termodinamik sıcaklık ölçeğini" oluşturdu. 27 yaşında "Termodinamiğin Teorisi" kitabını yayınlayarak termodinamiğin ikinci yasasını belirleyerek onu fiziğin temel yasası haline getirdi. Joule ile gaz difüzyonu sırasında Joule-Thomson etkisini ortaklaşa keşfetti; Dokuz yıl boyunca Avrupa ile Amerika arasında kalıcı bir Atlantik denizaltı kablosu inşa ettikten sonra kendisine "Lord Kelvin" unvanı verildi.
Thomson'ın araştırma kapsamı hayatı boyunca oldukça genişti. Matematiksel fizik, termodinamik, elektromanyetizma, esneklik mekaniği, eter teorisi ve yer bilimlerine önemli katkılarda bulundu.
1856 yılında Thomson, kurduğu termodinamik ilkeleri uygulayarak Seebeck etkisi ve Peltier etkisinin kapsamlı bir analizini yapmış ve başlangıçta ilişkisiz olan Seebeck katsayısı ile Peltier katsayısı arasında bir bağlantı kurmuştur. Thomson mutlak sıfırda Peltier katsayısı ile Seebeck katsayısı arasında basit bir çoklu ilişki olduğuna inanıyordu. Bu temelde, teorik olarak yeni bir termoelektrik etki öngördü; yani akım eşit olmayan sıcaklığa sahip bir iletkenden aktığında, geri dönüşü olmayan Joule ısısı üretmenin yanı sıra iletken aynı zamanda belirli bir miktarda ısıyı (Thomson ısısı olarak bilinir) emer veya serbest bırakır. Veya tam tersi, metal çubuğun her iki ucundaki sıcaklıklar farklı olduğunda, metal çubuğun her iki ucunda bir elektrik potansiyel farkı oluşacaktır. Bu olaya daha sonra Thomson etkisi adı verildi ve Seebeck etkisi ve Peltier etkisinden sonra üçüncü termoelektrik etki oldu.
Hikaye bitti. İşte kilit nokta!
S: Sırasıyla üç ana termoelektrik etki nelerdir?
C: İlk termoelektrik etki olarak da bilinen Seebeck etkisi, iki farklı iletken veya yarı iletken arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanan ve iki madde arasında A voltaj farkına neden olan termoelektrik olayını ifade eder.
İkinci termoelektrik etki olarak da bilinen Peltier etkisi, A ve B iletkenlerinin oluşturduğu temas noktasından akım geçtiğinde, devreden geçen akım nedeniyle üretilen Joule ısısına ek olarak temas noktasında endotermik veya ekzotermik bir etkinin de oluşması olgusunu ifade eder. Seebeck etkisinin ters reaksiyonudur. Joule ısısı akımın yönünden bağımsız olduğundan Peltier ısısı, elektriğin ters yönde iki kez uygulanmasıyla ölçülebilir.
Üçüncü termoelektrik etki olarak da bilinen Thomson etkisi, Thomson tarafından Peltier katsayısı ile mutlak sıfırdaki Seebeck katsayısı arasında basit bir çoklu ilişkiye sahip olacak şekilde önerildi. Bu temelde, teorik olarak yeni bir termoelektrik etki öngördü; yani akım eşit olmayan sıcaklığa sahip bir iletkenden aktığında, geri dönüşü olmayan Joule ısısı üretmenin yanı sıra iletken aynı zamanda belirli bir miktarda ısıyı (Thomson ısısı olarak bilinir) emer veya serbest bırakır. Veya tam tersi, metal çubuğun her iki ucundaki sıcaklıklar farklı olduğunda, metal çubuğun her iki ucunda bir elektrik potansiyel farkı oluşacaktır.
Soru: Bu üç termoelektrik etki arasındaki ilişki nedir?
C: Üç termoelektrik etkinin belirli bağlantıları vardır: Thomson etkisi, bir iletkenin iki ucu arasında sıcaklık farkı olduğunda bir elektrik potansiyelinin oluştuğu olgudur; Pellier etkisi, yüklü bir iletkenin iki ucu (bir ucu ısı üretir ve diğer ucu ısıyı emer) arasında sıcaklık farkının oluştuğu olgudur. İkisinin birleşimi Seebeck etkisini oluşturur.
Özetle termoelektrik etki, iki malzemenin temas noktasında sıcaklık farkı olduğunda, elektrik potansiyeli farkı ve akımın meydana gelmesi olgusunu ifade eder. Seebeck etkisi termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür, Peltier etkisi elektrik ve termal enerji arasındaki karşılıklı dönüşümü gerçekleştirir ve Thomson etkisi bir malzemeden akım geçtiğinde ortaya çıkan termal etkiyi açıklar.
X-Hak Edildiprofesyonel bir üreticisi ve tedarikçisidirTermoelektrik Malzemeler, Termoelektrik SoğutucularVeTermoelektrik Soğutucu GruplarıÇin'de. Danışmak ve satın almak hoş geldiniz.
