Tabiiy fanlar - bet 4

|
Tabiiy fanlar
|
bet | 4/5 | Sana | 20.12.2023 | Hajmi | 135,62 Kb. | | #124411 |
Bog'liq 1-mustaqil talimkT n1
12 ln
e n2
Ko’rib o’tilgan ikki sababning natijaviy ta’siri ostida birinchi va ikkinchi metallar orasidagi kontakt potensiallar farqi quyidagicha ifodalanadi:
12 1,2 1,2 yoki 12 A1 A2 kT ln n1
e e n2
Olinagan ifodani kontaktlangan uch xil metall uchun umumlashtirib ko’raylik. 6.5-rasmdan ravshanki, Kirxgofning II qoidasiga binoan, tizimning to’liq kontakt potentsiallar ayirmasi kontaktlangan qismlardagi kontak potcntsiallar ayirmalarining yig’indisiga teng:
1 2 A1 A2 kT ln n1 A2 A3 kT ln n2 e e n2 e e n3
1 2 A1 A3 kT n1
ln e e n3
Demak, uch va undan ortiq xildagi metallar kontaktga keltirilsa, tizimning to’liq kontakt potentsiallar ayirmasi, oraliqdagi metallarning tabiatiga bog’liq emas ekan. Bu farq ikki chekkadagi metallarning tabiati bilan belgilanar ekan.
6.5-rasm.
Termoelektrik hodisalar
Voltaning ikkinchi qonuniga binoan, bir xil temperaturali, bir nechta metalldan tashkil topuvchi berk zanjirda EYuK vujudga kelmaydi, ya’ni elektr toki hosil bo’lmaydi. Lekin, kontaktlar temperaturasi turlicha bo’lsa, zanjirda termoelektrik tok deb ataluvchi, tok paydo bo’ladi. Metallarda, yarim o’tkazgichlarda issiqlik ta’siri ostida elektr hodisasi, elektr ta’sirida issiqlik hodisalari ro’y berishi mumkin. Buni termoelektrik hodisalar deb ataladi.
Uning hosil bo’lish tabiati bilan bog’liq bo’lgan quyidagi effekt bilan tanishamiz.
Zeebek effekti. 1821 yilda nemis fizigi T.Zeebek berk zanjirni tashkil elgan ikki xil metalning kavsharlangan qismlarini turli temperaturalarda ushlab turilsa, zanjir bo’ylab oquvchi elektr tokni qayd qiladi. Kavsharlangan nuqtalardagi temperaturalar farqining ishorasi o’zgartirilsa, tok yo’nalishi ham o’zgaradi. Termo EYuK hosil bo’lishining sababi shuki, kavsharlangan turli metallarning qizigan uchidagi yuqori energiyali elektronlar konsentratsiyasi sovuq uchiga nisbatan ko’proq bo’ladi va tez elektronlarning issiqroq uchidan sovuq uchiga qarab diffuzion oqimi vujudga keladi, o’tkazgichlarning issiq uchlari yaqinida esa elektronlarning kamayishi hisobiga ular musbat zaryadlanadilar. Sovuq uchlari manfiy zaryadlanadi, natijada o’tkazgichlarning uchlarida potentsiallar farqi vujudga keladi.
Berk zanjirlarda ko’pgina metallar jufti (masalan Cu-Bi, Ag-Cu, AuCu) uchun elektr yurituvchi kuch-kontakdagi temperaturalar farqiga to’g’ri proportsional bo’ladi:
(Т1 Т2)
bunda -termoelektr yurituvchi kuch deyiladi. T1>T2 hoi uchun tokning yo’nalishi strelka bilan ko’rsaatilgan (6.6-rasm).
6.6-rasm
Masalan, uchun temperaturalar farqi 100 К bo’lgan mis-konstantin metallar jufti uchun termo EYuK bor-yo’g’i 4,25 mV ni tashkil etadi.
Zeebek effekti termodinamikaning ikkinchi qonuniga zid emas, chunki bunda ichki energiya elektr energiyasiga aylanadi. Shu sababli, mazkur zanjirda doimiy tok bo’lishi uchun, doimo kontakdagi temperaturalar farqini ushlab turish, ya’ni kontaktning bir uchiga issiqlik berish, ikkinchisidan esa issiqlikni olib turish darkor.
Zeebek effektidan temperaturalarni o’lchash uchun foydalaniladi. Undan shuningdek elektr tokining generatsiyalash uchun ham foydalanish mumkin.
Pel’t’e effekti. Frantsuz fizigi J. Pel’t’e tomonidan 1834 yilda kashf etilgan. Bu effekt quyidagicha ta’riflanadi:
Turli metall yoki yarim о ‘tkazgichlar kontaktlaridan elektr toki о ‘tsa, tokning yo’nalishiga bog’liq ravishda shu konaktda issiqlik yutiladi va yoki ajraladi. Bu issiqlik miqdori quyidagi formula bilan ainqlanadi.
Q = П ∙ I ∙ t .
Bunda П-Pel’t’e koeffitsienti, I-tok kuchi va t-tokning o’tib turish vaqti. Pel’t’e hodisasi quyidagicha tushuntiriladi. Agar zaryad tashuvchilar ikki metall kontaktidan o’tib, kichik energiyali (chiqish ishi nisbatan katta) metallga tushsa, ortiqcha energiyani kristall panjaraga beradi, natijada kontakt qiziydi. Aks holda energiya yutiladi.
Pel’t’e effektidan foydalanib, xonalarni isitish yoki sovutish mumkin.
Tomson effekti.Termodinamika mulohazalari asosida Vilyam Tomson (Kelvin) 1856 yilda uzunligi bo’yicha temperature gradienti bo’lgan
o’tkazgichdan tok о ‘tganda Pel’t’e issiqligiga о’xshash issiqlik ajralishi va yoki yutilishi kerak degan fikrni ilgari surdi. Bu gipoteza tajribada tasdiqlanib, Tomson effekti nomini oldi. Uning matematik ifodasi quyidagicha:
|
| |