ما الفرق بين التأثير الكهروحراري والتأثير الكهروحراري الحراري؟


5.1 PYS5 (6322)

يكمن الاختلاف الأساسي بين التأثيرات الكهروحرارية والكهروحرارية الحرارية في الحالة الحرارية التي تؤدي إلى استجابة كهربائية:

التأثير الكهروحراري: يُولّد هذا التأثير جهدًا أو تيارًا مؤقتًا في بعض المواد عندما تتغير درجة حرارتها بانتظام مع مرور الوقت (dT/dt ≠ 0). تمتلك المادة استقطابًا كهربائيًا تلقائيًا يعتمد على درجة الحرارة. يُؤدي تغير درجة الحرارة إلى تغير هذا الاستقطاب، مما ينتج عنه شحنات سطحية. عندما تستقر درجة الحرارة (dT/dt = 0)، حتى لو كانت مرتفعة، يتوقف التأثير، وتتلاشى الشحنة. لذلك، فإن أجهزة الاستشعار الكهروحرارية حساسة للتغيرات الزمنية في درجة الحرارة.

التأثير الكهروحراري (وتحديدًا تأثير سيبك ): يُولّد هذا التأثير جهدًا مستمرًا عبر مادة (أو بشكل أكثر شيوعًا، عند نقطة التقاء مادتين مختلفتين) عندما يكون هناك فرق مكاني في درجة الحرارة (تدرج حراري) عبرها (ΔT ≠ 0). يكون أحد طرفي المادة أو نقطة الالتقاء أكثر سخونة من الآخر. ويستمر هذا الجهد طالما استمر فرق درجة الحرارة . تعتمد الأجهزة الكهروحرارية، مثل المزدوجات الحرارية والمزدوجات الحرارية، على هذا المبدأ لقياس فروق درجات الحرارة الثابتة أو درجات الحرارة المطلقة (عندما تُثبّت إحدى نقاط الالتقاء عند درجة حرارة مرجعية معروفة).

في الخلاصة:

  • الكهروحرارية: يستجيب لـ تغير درجة الحرارة بمرور الوقت (ديناميكي). يُولّد شحنة نتيجة لتغير الاستقطاب. يحتاج إلى معدل تغير درجة الحرارة (dT/dt).
  • التأثير الكهروحراري (سيبك): يستجيب لـ فرق درجة الحرارة عبر الفضاء (تدرج ثابت أو ديناميكي). يولد جهدًا كهربائيًا نتيجة لانتشار حاملات الشحنة بفعل ΔT. يحتاج إلى ΔT.

يستخدم مستشعر الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية التأثير الكهروحراري لأنه يحتاج إلى رصد التغير المؤقت في درجة الحرارة الناتج عن دخول جسم دافئ متحرك أو خروجه من مجال رؤيته. أما المزدوجة الحرارية فتستخدم التأثير الكهروحراري لقياس درجة حرارة ثابتة من خلال استشعار فرق درجة الحرارة المستقر بين نقطة القياس ونقطة المرجع.