عمود الحرارة
المِكدس الحراري أو المِكدس الكهروحراري هو جهاز يحول الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية . [ 1 ] يتكون من عدة أزواج حرارية موصولة عادةً على التوالي ، أو في حالات أقل شيوعًا، على التوازي . يعمل هذا الجهاز على مبدأ التأثير الكهروحراري ، أي توليد جهد كهربائي عند تعرض معادنه المختلفة (الأزواج الحرارية) لفرق في درجة الحرارة. [ 1 ]
عملية
تعمل المزدوجات الحرارية عن طريق قياس فرق درجة الحرارة بين نقطة اتصالها ونقطة قياس جهد خرجها. عندما تتكون دائرة مغلقة من أكثر من معدن، ويوجد فرق في درجة الحرارة بين نقاط الاتصال ونقاط الانتقال من معدن إلى آخر، يتولد تيار كهربائي كما لو كان ناتجًا عن فرق جهد بين نقطة الاتصال الساخنة والباردة. [ 2 ]
تتكون الكومبل الحرارية عادةً من عدة أزواج حرارية موصولة كهربائيًا على التوالي وحراريًا على التوازي، مع توزيع نقاط التوصيل بين منطقتين متساويتي الحرارة. يُنتج كل زوج حراري جهدًا صغيرًا يتناسب مع فرق درجة الحرارة بين نقطتي التوصيل الساخنة والباردة. عند توصيل العديد من الأزواج الحرارية، تُجمع الجهود، مما ينتج عنه خرج يتناسب مع كل من تدرج درجة الحرارة وعدد نقاط التوصيل. نظرًا لعملها السلبي، تُستخدم الكومبل الحرارية على نطاق واسع في قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بدون تلامس، وحصاد الطاقة، وتطبيقات مراقبة العمليات. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
لا تتأثر المزدوجات الحرارية بدرجة الحرارة المطلقة ، بل تولد جهدًا كهربائيًا يتناسب مع فرق درجة الحرارة المحلية أو تدرجها. ويكون مقدار الجهد والطاقة ضئيلاً للغاية، ويُقاس بالمللي فولت والمللي واط باستخدام أجهزة تحكم مصممة خصيصًا لهذا الغرض. [ 6 ]
التطبيقات
تُستخدم المزدوجات الحرارية لتوفير إشارة استجابةً لدرجة الحرارة كجزء من جهاز قياس درجة الحرارة، مثل مقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء التي يستخدمها الأطباء على نطاق واسع لقياس درجة حرارة الجسم، أو في مقاييس التسارع الحراري لقياس توزيع درجة الحرارة داخل التجويف المغلق للمستشعر. [ 7 ] كما تُستخدم أيضًا في مستشعرات تدفق الحرارة ومقاييس الإشعاع الشمسي المباشر [ 8 ] [ 9 ] وأجهزة التحكم في سلامة مواقد الغاز. عادةً ما يكون خرج المزدوجة الحرارية في نطاق عشرات أو مئات الميلي فولت. [ 10 ] بالإضافة إلى زيادة مستوى الإشارة، يمكن استخدام الجهاز لتوفير متوسط درجة الحرارة المكاني. [ 11 ]
تُستخدم المزدوجات الحرارية أيضًا لتوليد الطاقة الكهربائية من مصادر متنوعة، مثل الحرارة المنبعثة من المكونات الكهربائية، والرياح الشمسية، والمواد المشعة، وإشعاع الليزر ، أو الاحتراق. وتُعد هذه العملية مثالًا على تأثير بلتييه (نقل الطاقة الحرارية بواسطة التيار الكهربائي)، حيث تنتقل الحرارة من الوصلات الساخنة إلى الوصلات الباردة.
وهناك أيضاً ما يسمى بمستشعرات الثيرموبيل، وهي عبارة عن مقاييس طاقة تعتمد على مبدأ تحويل الطاقة الضوئية أو الليزرية إلى حرارة، ويتم قياس الزيادة الناتجة في درجة الحرارة بواسطة الثيرموبيل. [ 12 ]
انظر أيضاً
- تأثير سيبك ، التأثير الفيزيائي المسؤول عن توليد الجهد في المولد الحراري
- المواد الكهروحرارية ، وهي مواد عالية الأداء يمكن استخدامها لبناء مكدس حراري صغير الحجم يوفر طاقة عالية
مراجع
- 1 2 "سلسلة وودهيد للنشر في مجال الطاقة"، التطورات في التدفئة والتبريد الشمسي ، إلسيفير، 2016، الصفحات xiii– xviii، doi : 10.1016/b978-0-08-100301-5.09002-0 ، ISBN 9780081003015
- ↑ آدامز، تشارلز كيندال (1895). موسوعة جونسون الشاملة: طبعة جديدة . دي. أبليتون، إيه جيه جونسون. ص 116.
- ↑ رو، ديفيد مايكل، محرر. (1995). دليل سي آر سي للكهرباء الحرارية . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-8493-0146-9.
- ↑ نولاس، جي إس؛ شارب، جيه؛ جولدسميد، إتش جيه (2001). الكهروحراريات: المبادئ الأساسية وتطورات المواد الجديدة . سلسلة سبرينغر في علوم المواد. برلين ؛ نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-3-540-41245-8.
- ↑ شكوري، علي (4 أغسطس/آب 2011). "التطورات الحديثة في فيزياء المواد الكهروحرارية لأشباه الموصلات" . المراجعة السنوية لبحوث المواد . 41 (1): 399-431 . doi : 10.1146/annurev-matsci-062910-100445 . ISSN 1531-7331 .
- ↑ مونتغمري، روس؛ ماكدويل، روبرت (2008). أساسيات أنظمة التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء . أتلانتا: إلسيفير. ص 161. ISBN 9780080552330.
- ↑ موخيرجي، راهول؛ باسو، جويديب؛ ماندال، براديب؛ جوها، براسانتا كومار (2017). "مراجعة لمقاييس التسارع الحرارية المصنعة بتقنية التصنيع الميكروي". مجلة الميكانيكا الدقيقة والهندسة الميكروية . 27 (12): 123002. arXiv : 1801.07297 . Bibcode : 2017JMiMi..27l3002M . doi : 10.1088/1361-6439/aa964d . S2CID 116232359 .
- ↑ "مسرد المصطلحات الأرصادية (T) - شركة نوفالينكس" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2016 .
- ↑ "مسرد المصطلحات" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2016 .
- ↑ "مسرد المصطلحات" . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 17 نوفمبر 2016 .
- ↑ "Capgo - Sensor Glossary" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2016 .
- ↑ بينيدا، ديانا دافيلا؛ ريزانياكولاي، علي رضا (22 أغسطس 2017). تحويل الطاقة الكهروحرارية: المفاهيم الأساسية وتطبيقات الأجهزة . هوبوكين، نيوجيرسي: جون وايلي وأولاده. ISBN 9783527698134.
روابط خارجية
- المكونات الكهربائية
- الطاقة الحرارية الكهربائية