İçeriğe atla

Termopil

Termoelektrik etki
Prensipler
Uygulamalar
Seri bağlı iki set termokupl çifti ile diferansiyel sıcaklık termopilinin diyagramı. Üstteki iki termokupl bağlantısı T1 sıcaklığındadır, alttaki iki termokupl bağlantısı ise T2 sıcaklığındadır. Termopilden gelen çıkış voltajı ( ΔV ), termal direnç katmanı boyunca ve termokupl bağlantı çiftlerinin sayısı boyunca sıcaklık farkı ( ΔT veya T1 - T2) ile doğrudan orantılıdır. Termopil voltaj çıkışı aynı zamanda termal direnç katmanından geçen ısı akışı q" ile de doğru orantılıdır.
Isı akışını doğrudan ölçmek için termopil yapısını kullanan bir ısı akışı sensörünün resmi. Gösterilen model FluxTeq PHFS-01 ısı akışı sensörüdür. Gerilim çıkışı, sensörden geçen ısı akışıyla veya benzer şekilde ince film substratı arasındaki sıcaklık farkı ve termokupl bağlantı çiftlerinin sayısıyla orantılı olarak termopilden pasif olarak indüklenir. Sensörün termopilinden gelen bu voltaj çıkışı, ısı akışıyla ilişkilendirilmesi için başlangıçta kalibre edilir.

Termopil, termal enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştüren elektronik bir cihazdır.[1] Genellikle seri veya daha az sıklıkla paralel olarak bağlanan birkaç Termokupldan oluşur. Cihaz termoelektrik etki prensibine göre çalışır, yani farklı metaller (termokupllar) sıcaklık farkına maruz kaldığında voltaj üretir.[1]

Termokupllar, bağlantı noktalarından termokupl çıkış voltajının ölçüldüğü noktaya kadar olan sıcaklık farkını ölçerek çalışırlar. Kapalı bir devre birden fazla metalden oluştuğunda ve bağlantı noktaları ile bir metalden diğerine geçiş noktaları arasında sıcaklık farkı olduğunda, sanki sıcak ve soğuk bağlantı noktası arasındaki potansiyel farkı tarafından üretilmiş gibi ortaya bir akım çıkar.[2]

Termokupllar, termal direnç katmanının her iki tarafında bulunan bir bağlantı noktası ile termokupl çiftleri halinde seri olarak bağlanabilirler. Termokupl çiftinden gelen çıktı, termal direnç katmanı boyunca sıcaklık farkıyla ve ayrıca termal direnç katmanından geçen ısı akışıyla doğrudan orantılı olan bir voltaj ortaya çıkar. Seri olarak daha fazla termokupl çifti eklemek, voltaj çıkışının büyüklüğünü artırır. Termopiller, iki termokupl bağlantısından oluşan tek bir termokupl çifti veya birden fazla termokupl çifti ile oluşturulabilir.

Termopiller mutlak sıcaklığa tepki vermezler ancak yerel sıcaklık farkına veya sıcaklık gradyanına orantılı bir çıkış voltajı üretirler. Gerilim ve güç miktarı çok küçüktür ve bu amaç için özel olarak tasarlanmış kontrol cihazları kullanılarak miliwatt ve milivolt cinsinden ölçülür.[3]

Termopiller, tıp alanında vücut sıcaklığını ölçmek için yaygın olarak kullanılan kızılötesi termometreler veya sensörün kapalı boşluğu içindeki sıcaklık profilini ölçmek için termal ivmeölçerler gibi bir sıcaklık ölçüm cihazının parçası olarak sıcaklığa tepki olarak bir çıktı sağlamak için de kullanılır.[4] Ayrıca ısı akışı sensörleri ve pireliometrelerde [5][6] ve gaz brülörü güvenlik kontrollerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir termopilin çıkışı genellikle onlarca veya yüzlerce milivolt aralığındadır.[7] Cihaz, sinyal seviyesini arttırmanın yanı sıra mekan sıcaklık ortalamasını sağlamak için de kullanılabilir.[8]

Termopil, seri halinde birden fazla termokupldan oluşur. Hem sağ hem de sol bağlantı noktaları aynı sıcaklıktaysa, voltajlar sıfırlanır. Ancak taraflar arasında sıcaklık farkı varsa, ortaya çıkan toplam çıkış voltajı, bağlantı voltajı farklarının toplamına eşittir.

Aynı zamanda elektrikli bileşenlerden, güneş rüzgarından, radyoaktif malzemelerden, lazer radyasyonundan veya yanmadan gelen ısıdan elektrik enerjisi üretmek için de termopiller kullanılır. Süreç ısıyı sıcaktan soğuk bağlantılara aktardığı için aynı zamanda Peltier etkisinin (ısı enerjisini aktaran elektrik akımı) bir örneğidir.

Ayrıca, optik veya lazer gücünün ısıya dönüştürülmesi ve sonuçta ortaya çıkan sıcaklık artışının bir termopil tarafından ölçülmesi prensibine dayanan güç ölçerler olan termopil sensörleri de mevcuttur.[9]

Kaynakça

  1. ^ a b "Woodhead Publishing Series in Energy", Advances in Solar Heating and Cooling, Elsevier, 2016, ss. xiii-xviii, doi:10.1016/b978-0-08-100301-5.09002-0, ISBN 9780081003015 
  2. ^ Adams, Charles Kendall (1895). Johnson's Universal Cyclopedia: A New Edition (İngilizce). D. Appleton, A. J. Johnson. s. 116. 7 Ekim 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Nisan 2024. 
  3. ^ Montgomery, Ross; McDowall, Robert (2008). Fundamentals of HVAC Control Systems (İngilizce). Atlanta: Elsevier. s. 161. ISBN 9780080552330. 
  4. ^ Mukherjee, Rahul; Basu, Joydeep; Mandal, Pradip; Guha, Prasanta Kumar (2017). "A review of micromachined thermal accelerometers". Journal of Micromechanics and Microengineering. 27 (12): 123002. arXiv:1801.07297 $2. Bibcode:2017JMiMi..27l3002M. doi:10.1088/1361-6439/aa964d. 
  5. ^ "Glossary of Meteorological Terms (T) - NovaLynx Corporation". 22 Aralık 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2016. 
  6. ^ "Glossary". 8 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2016. 
  7. ^ "Glossary". 3 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2016. 
  8. ^ "Capgo - Sensor Glossary". 16 Nisan 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2016. 
  9. ^ Pineda, Diana Davila; Rezaniakolaei, Alireza (22 Ağustos 2017). Thermoelectric Energy Conversion: Basic Concepts and Device Applications (İngilizce). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9783527698134. 7 Ekim 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Nisan 2024. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Termoelektrik soğutma</span>

Termoelektrik soğutucular, bir nesnenin sıcaklığını çevre sıcaklığının altına düşürürken, çevredeki sıcaklık ne olursa olsun, nesne sıcaklığını dengede tutarlar. Peltier ısı transferi elemanlarının aktif bir soğutma sistemi olup, miliwatt’tan kilowatt’a kadar değişen bir yelpazedeki uygulamalar için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Sensör</span>

Sensör,, fiziksel bir olayı tespit etmek amacıyla bir çıkış sinyali üreten cihazdır.

<span class="mw-page-title-main">Elektronik devre elemanları</span> elektronik devreyi meydana getiren ögeler

Elektronik devre elemanları, elektrik devresinin çalışabilmesi için kullanılan parçalara denir. Aktif ve pasif devre elemanları olarak iki gruba ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Volt</span> elektrikte kullanılan potansiyel farkı (gerilim) birimi

Volt, elektrikte kullanılan potansiyel farkı (gerilim) birimi. Elektromotor kuvvet birimi de volttur. Bir ohm'luk bir direnç üzerinden, bir amper'lik elektrik akımı geçmesi halinde direncin iki ucu arasındaki gerilim bir volttur.

<span class="mw-page-title-main">Termal kamera</span> Termal kamera, normal şartlar altında göremediğimiz ısı enerjisini görüntüleyebilen kameradır.

Termal kamera, görüntüleme yöntemi olarak gözle görülmeyen IR enerjiyi (ısıyı) esas alan ve görüntünün genel yapısını IR enerjiyi göre oluşmuş renkler ve şekillerin belirlendiği görüntüleme sistemidir. Genelde güvenlik amaçlı da kullanılabilir ama çok çeşitli sektörlerin de kullanımına açıktır. Özellikle ısıya güdümlü füze, gece görüş sistemleri ve benzeri askeri tekniklerin gelişmesi ile önemi artmıştır.

Kalorimetre, kalorimetri biliminde kullanılan cihaza veya bir kimyasal reaksiyonda ya da fiziksel değişim'de açığa çıkan ısıyı ve ısı sığasını ölçme işlemine verilen isimdir. Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), izotermal titrasyon kalorimetresi (ITC) ve hızlandırılmış oran kalorimetresi en bilinen çeşitleridir.

Süperiletkenlik, süperiletken adı verilen maddelerin karakteristik bir kritik sıcaklığın (Tc) altında derecelere soğutulmasıyla ortaya çıkan, maddenin elektriksel direncinin sıfır olması ve manyetik değişim alanlarının ortadan kalkması şeklinde görülen bir fenomendir. 8 Nisan 1911 tarihinde Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından keşfedilmiştir. Ferromanyetizma ve atomik spektrumlar gibi, süperiletkenlik kuantum mekaniğine girer. Karakteristik özelliklerini Meissner efektinden alır; süperiletken, süperiletkenlik durumuna geçerken bütün manyetik alan çizgilerini içeriden dışarıya atar. Meissner efektinin görülmesi de süperiletkenliğin klasik fizik tarafından mükemmel iletkenlik olarak tasvir edilmesini olanaksız hale getirir.

<span class="mw-page-title-main">Kaynak (imalat)</span>

Kaynak, malzemeleri, genellikle metalleri veya termoplastikleri, esas olarak parçaları birbirine eritmek ve soğumalarını sağlamak için yüksek sıcaklık kullanarak birleştiren bir üretim sürecidir ve füzyona neden olur. Yaygın alternatif yöntemler arasında, ısı olmadan bağlanan malzemeleri eritmek için kimyasallar kullanan çözücü kaynak (termoplastikler) ve basınç, soğuk kaynak ve difüzyon bağlama gibi erimeden bağlanan katı hal kaynak işlemleri vardır.

<span class="mw-page-title-main">FLIR</span>

FLIR veya FLİR, (İng. Forward Looking InfraRed) yani İleri Bakan Kızılötesi, elektromanyetik spektrumda kızılötesi aralığa tekabul eden radyasyona duyarlı sensörlerden oluşan ve özellikle askeri amaçlarla kullanılan modern bir elektro-optik gözlem cihazıdır.

<span class="mw-page-title-main">Termokupl</span>

Isıl çift, "termoelektrik termometre" veya termokupl isimli cihazın elektrik bağlantısı yapan iki farklı elektrik iletkeni vardır. Termokupl Seebeck etkisi sonucunda sıcaklığa bağlı olarak voltaj üretir ve bu voltaj sıcaklık ölçmek için kullanılır. Termokupllar sıcaklık sensörleri olarak kullanılır.

Transdüser, bir enerji biçimini başka enerji biçimlerine dönüştüren cihazdır. Dönüşüm, elektriksel, manyetik, elektromanyetik, kimyasal, termal enerji biçimleri olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Termoelektrik etki</span>

Termoelektrik etki, ısının doğrudan elektrik enerjisine veya tam tersine dönüşümüdür. Bir termoelektrik cihazın her bir tarafında bir sıcaklık farklı olduğunda gerilim meydana gelir. Tam tersine, bir cihaza gerilim uygulandığında, sıcaklık farkı oluşur. Atomik boyutta uygulanan sıcaklık gradyanı, malzemedeki yüklerinin sıcak taraftan soğuk tarafa yayılmasına neden olur.

<span class="mw-page-title-main">Termoelektrik üreteç</span>

Termoelektrik üreteç veya termoelektrik jeneratör (ayrıca Seebeck üreteci olarak da adlandırılır), ısı (sıcaklık farkını), doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren cihazdır. Bu dönüşüme "Seebeck etkisi" ya da daha genel bir ifade ile termoelektrik etki denir. Normalde bunların verimleri %5-8 arasındadır. Eski Seebeck cihazlarda, iki metalli bağlantılar bulunuyordu ve boyutları büyüktü. Yeni cihazlarda sıcaklığa bağlı olarak, bizmut tellürid (Bi2Te3), kurşun tellürid (PbTe), kalsiyum manganez oksit gibi malzemelerden yapılmış yarı iletken p-n bağlantıları kullanılır. Bunlar katı hal cihazlarıdır ve dinamoların aksine, bunlarda hareketli parça yoktur. Fakat nadir de olsa bazen bir fan veya pompa bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Otomotiv termoelektrik üreteci</span>

Otomotiv termoelektrik üreteci (OTÜ), içten yanmalı motordaki atık ısıyı Seebeck etkisini kullanarak elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Normal bir OTÜ, dört ana bileşenden oluşur: Sıcak taraflı ısı eşanjörü, soğuk taraflı ısı eşanjörü, termoelektrik malzeme, sıkıştırma sistemi. OTÜ'ler sıcak taraftaki ısı eşanjörüne bağlı olarak iki kategoriye ayrılabilir: Egzoz tabanlı ve soğutucu tabanlı. Egzoz tabanlı OTÜ'ler, atık ısıyı içten yanmalı motorun egzozlarından elektrik enerjisine dönüştürür. Alternatif olarak soğutucu tabanlı OTÜ'ler antifrizin atık ısısını elektrik üretmek için kullanır.

Bir elektriksel iletkenin elektriksel direnci iletkene doğru olan elektrik akımına karşıdır. Bu ters niceliğe elektriksel iletkenlik denir ve elektrik akımının geçmesi kolaylaşır. Elektriksel direnç sürtünmenin mekanik kavramları ile bazı kavramsal paralelleri paylaşır. Elektriksel direncin birimi ohm'dur. Elektriksel iletkenlik, Siemens' de ölçülmüştür. Bir nesnenin aynı kenar yüzeyi özdirenci ve uzunluğu ile doğru orantılı, kenar yüzey alanı ile ters orantılıdır .Süper iletkenler dışındaki bütün materyaller, sıfırın bir direnci olduğunu gösterirler. Bir nesnenin direnci V oranı, gerilim akıma karşı ve iletkenlik ters olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Ölçü aleti</span>

Ölçü aleti, fiziksel nicelik ölçmeye yarayan bir cihazdır. Fiziksel bilimler, kalite güvencesi ve mühendislikte kullanılan ölçme; gerçek şeylerin ve olayların, fiziksel niceliklerini elde etme ve kıyaslama etkinliğidir. Yerleşik standart nesneler ve olaylar ölçü birimleri olarak kullanılır ve ölçme işlemi; üzerinde çalışılan unsur ve bununla ilişkili ölçü birimi hakkında bir sayı verir. Ölçü aracının kullanımını tanımlayan araçlar ve formel test yöntemleri, elde edilen sayıların arasındaki ilişkilerin vasıtalarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik arkı</span>

Elektrik arkı, gazların kıvılcım anında ortaya çıkması ile oluşan elektrik olayı. Akım iletken olmayan hava tarafından iletildiği anda elektriksel ark oluşur. Ark boşalması voltajı az olan taraftan gözlenebilir. Elektriksel ark kavramının gözlenebilmesi için elektrotlar tarafından desteklenmelidir. Ayrıca, elektriksel ark kavramı elektrotlardaki elektronların termiyonik emisyonlarına bağlıdır. Voltaik ark terimi ise voltaik ark lambalarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Atık ısı</span>

Atık ısı işleyen makineler ve enerji kullanan işlemler sonucu zorunlu yan ürün olarak üretilir, örneğin buzdolabı havası ısıtır ve yanmalı motorlar çevreye ısı yayar. Birçok sistemin, yan ürünü olarak ısı çıkarma ihtiyacı, termodinamik kanunlarının temelidir. Atık ısı orijinal enerji kaynağından daha düşük faydaya(termodinamik sözlüğünde düşük ekserji veya yüksek entropi) sahiptir. Her türlü insan aktivitesi, doğal sistemler ve bütün organizmalar atık ısı kaynağıdır. Gereksiz soğuk(ısı pompasında olduğu gibi) çıkışı da atık ısı biçimidir.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel özdirenç ve iletkenlik</span> Wikimedia anlam ayrımı sayfası

Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.

<span class="mw-page-title-main">Isıtma elemanı</span>

‘’’Isıtma elemanı’, Joule ısıtma‘sıyla elektrik enerjisini ısıya dönüştürür. Elemanın içinden geçen elektrik akımı dirençle karşılaşır ve elemanı ısıtır. Peltier etkisinin aksine bu işlem akış yönünden bağımsızdır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.