પેલ્ટિયર તત્વ - તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને કેવી રીતે તપાસવું અને કનેક્ટ કરવું

પેલ્ટિયર તત્વની કામગીરીના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે પેલ્ટિયર અસર પર, જેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે જ્યારે સીધો વિદ્યુત પ્રવાહ બે અલગ-અલગ વાહકના જંક્શનમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઉર્જા એક સંક્રમણ વાહકમાંથી બીજામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જ્યારે જંકશન પર ગરમી છોડવામાં આવે છે અથવા શોષાય છે.

આ પ્રક્રિયા દરમિયાન છૂટેલી અથવા શોષાયેલી ગરમીનું પ્રમાણ વર્તમાન, તેના પ્રવાહના સમય, તેમજ સોલ્ડર કરેલ વાયરની આપેલ જોડીની પેલ્ટિયર ગુણાંકની લાક્ષણિકતાના પ્રમાણસર હશે. પેલ્ટિયર ગુણાંક, બદલામાં, વર્તમાન સમયે જંકશનના સંપૂર્ણ તાપમાન દ્વારા ગુણાકાર કરાયેલ જોડીના થર્મોઇલેક્ટ્રિક ગુણાંકની બરાબર છે.

અને કારણ કે પેલ્ટિયર અસર સૌથી અભિવ્યક્ત છે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં, તો પછી આ મિલકતનો ઉપયોગ લોકપ્રિય અને સસ્તું સેમિકન્ડક્ટર પેલ્ટિયર તત્વોમાં થાય છે. પેલ્ટિયર તત્વની એક બાજુ ગરમી શોષાય છે, બીજી બાજુ તે મુક્ત થાય છે. આગળ, અમે આ ઘટનાને નજીકથી જોઈશું.

પેલ્ટિયરની સીધી શારીરિક અસર 1834 માં મળી આવી હતી.ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જીન પેલ્ટિયર દ્વારા, અને ચાર વર્ષ પછી આ ઘટનાના સારની તપાસ રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એમિલિયસ લેન્ઝ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે દર્શાવ્યું હતું કે જો બિસ્મથ અને એન્ટિમોની સળિયા નજીકના સંપર્કમાં હોય, તો સંપર્કના બિંદુ પર પાણી ટપકતું હતું અને પછી ચોક્કસ દિશા સાથે જંકશન સીધો પ્રવાહ, પછી જો પ્રવાહની પ્રારંભિક દિશામાં પાણી બરફમાં ફેરવાય છે, તો જો વર્તમાનની દિશા વિરુદ્ધમાં બદલાય છે, તો આ બરફ ઝડપથી ઓગળી જશે.

તેમના પ્રયોગમાં, લેન્ઝે સ્પષ્ટપણે દર્શાવ્યું હતું કે જંકશન દ્વારા પ્રવાહની દિશાને આધારે પેલ્ટિયર ગરમી શોષાય છે અથવા છોડવામાં આવે છે.

નીચે ત્રણ લોકપ્રિય મેટલ જોડી માટે પેલ્ટિયર ગુણાંકનું કોષ્ટક છે. માર્ગ દ્વારા, પેલ્ટિયર અસરની વિરુદ્ધ અસરને સીબેક અસર કહેવામાં આવે છે (જ્યારે બંધ સર્કિટના જંકશનને ગરમ અથવા ઠંડુ કરવું, વીજળી).

તો શા માટે પેલ્ટિયર અસર થાય છે? કારણ એ છે કે બે પદાર્થોના સંપર્કના બિંદુએ સંપર્ક સંભવિત તફાવત છે જે તેમની વચ્ચે સંપર્ક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે.

જો વિદ્યુત પ્રવાહ હવે સંપર્કમાંથી વહેતો હોય, તો આ ક્ષેત્ર કાં તો વર્તમાન પ્રવાહને મદદ કરશે અથવા તેને અટકાવશે. તેથી, જો વર્તમાન સંપર્ક ક્ષેત્ર બળ વેક્ટર સામે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, તો લાગુ કરેલ EMF ના સ્ત્રોતે કાર્ય કરવું આવશ્યક છે, અને સ્ત્રોતની ઊર્જા સંપર્કના બિંદુ પર છોડવામાં આવે છે, જેના કારણે તે ગરમ થશે.

જો સ્રોત પ્રવાહ સંપર્ક ક્ષેત્ર સાથે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, તો તે, જેમ કે તે છે, આ આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા પણ સપોર્ટેડ છે, અને હવે ફીલ્ડ ચાર્જ ખસેડવા માટે વધારાનું કાર્ય કરશે. આ ઉર્જા હવે પદાર્થમાંથી છીનવાઈ ગઈ છે, જે વાસ્તવમાં જંકશનને ઠંડુ કરવા માટેનું કારણ બને છે.

તો, કારણ કે આપણે જાણીએ છીએ કે સેમિકન્ડક્ટર જોડીનો ઉપયોગ પેલ્ટિયર તત્વોમાં થાય છે, સેમિકન્ડક્ટર્સમાં કઈ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે?

તે સરળ છે. આ સેમિકન્ડક્ટર વહન બેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોનના ઊર્જા સ્તરોમાં અલગ પડે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન આ પદાર્થોના જંકશનમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા મેળવે છે જેથી તે અન્ય સેમિકન્ડક્ટર જોડીના ઉચ્ચ ઊર્જા વહન બેન્ડમાં જઈ શકે.

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન આ ઊર્જાને શોષી લે છે, ત્યારે સેમિકન્ડક્ટર સંપર્ક બિંદુ ઠંડુ થાય છે. જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે, ત્યારે સામાન્ય જૌલ ગરમી ઉપરાંત, સેમિકન્ડક્ટર સંપર્ક બિંદુ ગરમ થાય છે. જો પેલ્ટિયર કોશિકાઓમાં સેમિકન્ડક્ટર્સને બદલે શુદ્ધ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોય, તો થર્મલ અસર એટલી ઓછી હશે કે ઓહ્મિક હીટિંગ તે મોટા પ્રમાણમાં ઓળંગી જશે.

સાચા પેલ્ટિયર કન્વર્ટરમાં, જેમ કે TEC1-12706, બિસ્મથ ટેલ્યુરાઇડ અને સોલિડ સોલ્યુશન સિલિકોન અને જર્મેનિયમના કેટલાક સમાંતર પાઈપ બે સિરામિક સબસ્ટ્રેટની વચ્ચે માઉન્ટ થયેલ છે, જે એક સીરિઝ સર્કિટમાં એકસાથે સોલ્ડર કરવામાં આવે છે. n- અને p-પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટર્સની આ જોડી વાહક જમ્પર્સ દ્વારા જોડાયેલ છે જે સિરામિક સબસ્ટ્રેટ્સ સાથે સંપર્કમાં છે.

પેલ્ટિયર કન્વર્ટરની એક બાજુએ n-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરમાંથી p-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરમાં અને p-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરમાંથી n-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરને બીજી બાજુએ n-ટાઈપ સેમીકન્ડક્ટરમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવા માટે નાના સેમિકન્ડક્ટર સમાંતર પાઈપેડ્સની દરેક જોડી સંપર્ક બનાવે છે. કન્વર્ટર.

જ્યારે આ તમામ શ્રેણી-જોડાયેલ સમાંતર પાઇપોમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે, એક તરફ, બધા સંપર્કો માત્ર ઠંડુ થાય છે, અને બીજી તરફ, બધા જ ગરમ થાય છે. જો સ્ત્રોતની ધ્રુવીયતા બદલાય છે, તો બાજુઓ તેમનામાં ફેરફાર કરશે. ભૂમિકાઓ

આ સિદ્ધાંત અનુસાર, પેલ્ટિયર તત્વ કામ કરે છે, અથવા, જેમ કે તેને પેલ્ટિયર થર્મોઇલેક્ટ્રિક કન્વર્ટર પણ કહેવામાં આવે છે, જ્યાં ઉત્પાદનની એક બાજુથી ગરમી લેવામાં આવે છે અને તેની વિરુદ્ધ બાજુએ સ્થાનાંતરિત થાય છે, જ્યારે તાપમાનનો તફાવત બંને બાજુઓ પર બનાવવામાં આવે છે. તત્વ

પંખા સાથે હીટસિંકનો ઉપયોગ કરીને પેલ્ટિયર તત્વની હીટિંગ બાજુને વધુ ઠંડુ કરવું પણ શક્ય છે, પછી ઠંડા બાજુનું તાપમાન પણ ઓછું હશે. વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ પેલ્ટિયર કોષોમાં, તાપમાનનો તફાવત લગભગ 69 °C સુધી પહોંચી શકે છે.

પેલ્ટિયર તત્વની તંદુરસ્તી તપાસવા માટે, આંગળી પ્રકારની બેટરી પૂરતી છે. સેલનો લાલ વાયર પાવર સપ્લાયના પોઝિટિવ ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ છે, કાળો વાયર નેગેટિવ સાથે. જો એલિમેન્ટ યોગ્ય રીતે કામ કરી રહ્યું હોય, તો એક તરફ હીટિંગ થશે, અને બીજી બાજુ ઠંડક થશે, તમે તેને અનુભવી શકો છો. તમારી આંગળીઓ. પરંપરાગત પેલ્ટિયર તત્વનો પ્રતિકાર થોડા ઓહ્મના પ્રદેશમાં હોય છે.