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थॉमसन प्रभाव

1851
  • William Thomson (Lord Kelvin)
Current-carrying conductor experiment demonstrating Thomson Effect in thermoelectricity.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

थॉमसन प्रभाव किसी धारावाही चालक के तापन या शीतलन का वर्णन करता है जब उसकी लंबाई के अनुदिश तापमान प्रवणता मौजूद होती है। जब किसी तापमान प्रवणता वाले पदार्थ से धारा प्रवाहित होती है तो ऊष्मा उत्पन्न या अवशोषित होती है। प्रति इकाई लंबाई में ऊष्मा उत्पादन की दर [latex]frac{dQ}{dx} = -mathcal{K} J frac{dT}{dx}[/latex] द्वारा दी जाती है, जहाँ [latex]mathcal{K}[/latex] थॉमसन गुणांक है।

थॉमसन प्रभाव इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि सीबेक किसी पदार्थ का सीबेक गुणांक सामान्यतः तापमान पर निर्भर करता है। जब आवेश वाहक किसी चालक में गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र की ओर (या इसके विपरीत) गति करते हैं, तो उनकी औसत ऊर्जा में परिवर्तन न केवल तापमान के कारण होता है, बल्कि सीबेक गुणांक में परिवर्तन के कारण भी होता है। जब किसी चालक में तापमान प्रवणता (dT/dx) के साथ विद्युत धारा (J) प्रवाहित होती है, तो यह प्रभाव स्पष्ट हो जाता है।

यदि धारा ऊष्मा प्रवाह की दिशा में (गर्म से ठंडे की ओर) प्रवाहित होती है, तो उस पदार्थ के लिए थॉमसन गुणांक ([latex]mathcal{K}[/latex]) के चिह्न के आधार पर ऊष्मा अवशोषित या मुक्त हो सकती है। यह तापन या शीतलन, अपरिवर्तनीय जूल तापन ([latex]I^2R[/latex]) से भिन्न और उस पर आरोपित होता है जो हमेशा घटित होता है। थॉमसन प्रभाव, ऊष्माविद्युत घटनाओं के पूर्ण ऊष्मागतिकीय विवरण के लिए महत्वपूर्ण है और यह सीबेक और Peltier केल्विन संबंधों के माध्यम से होने वाले प्रभावों का अध्ययन किया जाता है, जो इस क्षेत्र की आधारशिला हैं।

UNESCO Nomenclature: 2211
ठोस अवस्था भौतिकी

Type

भौतिक प्रभाव

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

विशिष्ट/विशेषज्ञ

शगुन

  • की खोज सीबेक प्रभाव (1821)
  • की खोज पेल्टियर प्रभाव (1834)
  • सादी कार्नोट का ऊष्मागतिकी और ऊष्मा इंजनों पर कार्य
  • जेम्स प्रेस्कॉट द्वारा विद्युत धारा के तापन प्रभाव पर जूल का कार्य।

आवेदन

  • यह ऊष्मविद्युतता के लिए एक संपूर्ण सैद्धांतिक ढांचा प्रदान करता है।
  • थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर और कूलर के सटीक मॉडलिंग में उपयोग किया जाता है
  • तीन ऊष्मविद्युत गुणांकों को आपस में संबंधित करके सामग्रियों की विशेषताओं को निर्धारित करने में मदद करता है।

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • उन्नत थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ जो उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स में ऊष्मा प्रवाह को गतिशील रूप से नियंत्रित करती हैं
  • अनुकूलित बहु-चरणीय थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए इंजीनियर थॉमसन गुणांक वाली सामग्री
  • ऐसे नवीन सेंसर जो एक साथ तापीय और विद्युत प्रवणता दोनों को मापने में सक्षम हैं
  • धारा-प्रेरित तापीय परिवर्तनों को ध्यान में रखने वाले स्व-सुधार करने वाले तापमान मापन उपकरण
  • गतिशील तापीय इन्सुलेशन सामग्री जिनके गुण विद्युत इनपुट के साथ बदलते हैं
  • अगली पीढ़ी के ऊर्जा रूपांतरण प्रणालियों के डिजाइन के लिए सटीक थर्मल मॉडलिंग सॉफ्टवेयर
  • ऐसे थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरण जो बेहतर दक्षता के लिए गैर-रेखीय तापमान निर्भरताओं का लाभ उठाते हैं
  • विद्युत धारा द्वारा नियंत्रित ऊष्मा-प्रवाह स्विचिंग उपकरण
  • ठोस-अवस्था तापीय डायोड
  • क्रायोजेनिक cooling systems with enhanced efficiency
संबंधित विषय: थॉमसन प्रभाव, लॉर्ड केल्विन, ऊष्माविद्युतता, सीबेक गुणांक, तापमान प्रवणता, जूल तापन, ऊष्मा परिवहन, केल्विन संबंध thermodynamic संबंध, परिवहन घटनाएँ।

ऐतिहासिक संदर्भ

थॉमसन प्रभाव

1850
1850
1850
1851
1852
1859
1860
1850
1850
1850
1850
1851
1854
1859
1861

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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