પેલ્ટિયર તત્વ, ઉપકરણ અને કામગીરીનો સિદ્ધાંત શું છે

રેફ્રિજરેશન સાધનો અને એર-કૂલિંગ સિસ્ટમ એ રોજિંદા જીવનના આવશ્યક ઘટકો છે. જો કે, સ્ટાન્ડર્ડ રેફ્રિજન્ટ-આધારિત વોલ્યુમેટ્રિક ડિઝાઇન મોબાઇલ એપ્લિકેશનો જેમ કે કુલર બેગ માટે યોગ્ય નથી. આવા કિસ્સાઓમાં, પેલ્ટિયર અસરના સંચાલન પર આધારિત ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેની અમે આ સામગ્રીમાં વિગતવાર ચર્ચા કરીશું.

પેલ્ટિયર એલિમેન્ટ અથવા થર્મોઇલેક્ટ્રિક કૂલર p- અને n-પ્રકારની વાહકતાવાળા બે ઘટકોના થર્મોકોલ પર આધારિત છે, જે કનેક્ટિંગ કોપર પ્લેટ દ્વારા જોડાયેલા છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં વિગતો બિસ્મથ, ટેલુરિયમ, એન્ટિમોની અને સેલેનિયમની બનેલી હોય છે. આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઘરેલું ઠંડક પ્રણાલીઓમાં થાય છે, તેઓ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે.

તે શુ છે

ઘટના અને શબ્દ પેલ્ટિયર 1834 માં ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક જીન-ચાર્લ્સ પેલ્ટિયર દ્વારા કરવામાં આવેલી શોધ સૂચવે છે.શોધનો સાર એ છે કે જે વિસ્તારમાં બે અલગ-અલગ નિર્દેશિત વાહક વચ્ચેનો સંપર્ક હોય છે, જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે ત્યાં ગરમી સતત મુક્ત થાય છે અથવા શોષાય છે.

શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંત આ ઘટનાને આ રીતે સમજાવે છે: વિદ્યુત પ્રવાહની મદદથી, ઇલેક્ટ્રોન ધાતુઓ વચ્ચે સ્થાનાંતરિત થાય છે, વાહકતાના વિવિધ સ્તરો સાથે મેટલ કંડક્ટર પરના સંપર્ક સંભવિત તફાવતને આધારે, વેગ આપે છે અથવા ધીમું થાય છે. પેલ્ટિયર તત્વો આમ ગતિ ઊર્જાને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં ફાળો આપે છે.

બીજા વાહક પર, વિપરીત અસર થાય છે, જ્યાં ભૌતિકશાસ્ત્રના મૂળભૂત કાયદાના આધારે ઊર્જાની ફરી ભરપાઈ જરૂરી છે. આ પરિસ્થિતિ થર્મલ ઓસિલેશનની પ્રક્રિયાને કારણે થાય છે, જેના પરિણામે બીજા વાહકની ધાતુ ઠંડુ થાય છે.

આધુનિક તકનીકોની મદદથી, મહત્તમ થર્મોઇલેક્ટ્રિક અસર સાથે પેલ્ટિયર મોડ્યુલનું ઉત્પાદન કરવું શક્ય છે.

ઉપકરણ અને ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત

આધુનિક પેલ્ટિયર મોડ્યુલ્સ એક એવી ડિઝાઇન છે જેમાં બે ઇન્સ્યુલેટર પ્લેટો હોય છે અને થર્મોકોપલ્સ તેમની વચ્ચે કડક ક્રમમાં જોડાયેલા હોય છે. આ તત્વની કાર્યક્ષમતાને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે તેની પ્રમાણભૂત યોજના આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે.

માળખાકીય તત્વોના હોદ્દા:

• એ - સંપર્કો, જેની મદદથી પાવર સ્ત્રોત સાથે જોડાણ હાથ ધરવામાં આવે છે;
• બી - ગરમ સપાટી;
• સી - ઠંડા બાજુ;
• ડી - કોપર વાહક;
• E એ પી-જંકશન સેમિકન્ડક્ટર છે;
• F એ n-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર છે.

ધ્રુવીયતાના આધારે બંને સપાટીઓ p-n અથવા n-p જંકશનના સંપર્કમાં રહે તે રીતે તત્વ બનાવવામાં આવે છે. સંપર્કો p-n ગરમ થાય છે, અને n-p તાપમાન ઘટે છે.પરિણામે, તત્વના છેડે ડીટી તાપમાનનો તફાવત દેખાય છે. આ અસરનો અર્થ એ છે કે મોડ્યુલના તત્વો વચ્ચે ફરતી થર્મલ ઊર્જા ધ્રુવીયતાના આધારે તાપમાન શાસનને નિયંત્રિત કરે છે. તે પણ નોંધવું જોઈએ કે ધ્રુવીયતામાં ફેરફારના કિસ્સામાં, ગરમ અને ઠંડા સપાટીઓ બદલાય છે.

વિશિષ્ટતાઓ

પેલ્ટિયર તત્વના તકનીકી પરિમાણો નીચેના મૂલ્યોને ધારે છે:

• ઠંડક ક્ષમતા (Qmax) - વર્તમાન મર્યાદા અને મોડ્યુલના છેડા વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતના આધારે ગણવામાં આવે છે. માપનો એકમ - વોટ;
• મર્યાદિત તાપમાન તફાવત (DTmax) - ડિગ્રીમાં માપવામાં આવે છે, આ લાક્ષણિકતા શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ માટે આપવામાં આવે છે;
• Imax એ તાપમાનનો મોટો તફાવત પ્રદાન કરવા માટે જરૂરી મહત્તમ વિદ્યુત પ્રવાહ છે;
• મર્યાદા વોલ્ટેજ Umax, જે મહત્તમ તાપમાન તફાવત DTmax હાંસલ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ Imax માટે જરૂરી છે;
• પ્રતિકાર - ઉપકરણનો આંતરિક પ્રતિકાર, ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે;
• COP એ પેલ્ટિયર મોડ્યુલની કાર્યક્ષમતા અથવા કાર્યક્ષમતાના ગુણાંક છે, જે ઠંડક અને પાવર વપરાશના ગુણોત્તરને પ્રતિબિંબિત કરે છે. ઉપકરણની વિશેષતાઓ પર આધાર રાખીને, સસ્તા ઉપકરણો માટે, સૂચક 0.3-0.35 ની રેન્જમાં છે, વધુ ખર્ચાળ મોડલ્સ માટે તે 0.5 સુધી બદલાય છે.

મોબાઇલ પેલ્ટિયર તત્વના ફાયદાઓ નાના પરિમાણો, પ્રક્રિયાની ઉલટાવી શકાય તેવું, તેમજ પોર્ટેબલ ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર અથવા રેફ્રિજરેટર તરીકે તેનો ઉપયોગ કરવાની સંભાવના છે.

મોડ્યુલના ગેરફાયદામાં ઊંચી કિંમત, 3% ની અંદર ઓછી કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ ઊર્જા ખર્ચ અને તાપમાનના તફાવતને સતત જાળવી રાખવાની જરૂરિયાત છે.

અરજી

કાર્યક્ષમતાના નીચા ગુણાંકને ધ્યાનમાં લેતા પણ, પેલ્ટિયર મોડ્યુલની પ્લેટોનો વ્યાપકપણે માપન, કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો તેમજ પોર્ટેબલ ઘરગથ્થુ ઉપકરણોમાં ઉપયોગ થાય છે. અહીં ઉપકરણોની સૂચિ છે જેમાં મોડેલો એક અભિન્ન ભાગ છે:

• પોર્ટેબલ રેફ્રિજરેશન ઉપકરણો;
• વીજળીના નાના જનરેટર;
• પીસી અને લેપટોપમાં ઠંડક સંકુલ;
• પીવાના પાણીને ગરમ કરવા અને ઠંડુ કરવા માટે કૂલર્સ;
• એર ડ્રાયર્સ.

કેવી રીતે કનેક્ટ કરવું

તમે પેલ્ટિયર મોડ્યુલને જાતે કનેક્ટ કરી શકો છો, તેને વધુ સમય અને પ્રયત્નોની જરૂર નથી. આઉટપુટ સંપર્કો સતત વોલ્ટેજ સાથે પૂરા પાડવામાં આવશ્યક છે, જે ઉપકરણ માટે ઓપરેટિંગ સૂચનાઓમાં દર્શાવેલ છે. લાલ વાયર સકારાત્મક સાથે જોડાયેલ છે અને કાળો વાયર નકારાત્મક સાથે જોડાયેલ છે. નોંધ કરો કે જ્યારે ધ્રુવીયતા ઉલટાવી દેવામાં આવે છે, ત્યારે ગરમ અને ઠંડી સપાટીઓ સ્થાનો બદલશે.

કનેક્ટ કરતા પહેલા, તત્વની કાર્યક્ષમતા તપાસવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. ઉપકરણને તપાસવાની એક સરળ અને વિશ્વસનીય રીત એ સ્પર્શેન્દ્રિય પદ્ધતિ છે: આ માટે તમારે ઉપકરણને ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ કરવાની અને વિવિધ સંપર્કોને સ્પર્શ કરવાની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે કાર્યરત ઉપકરણમાં, કેટલાક સંપર્કો ગરમ હશે, જ્યારે અન્ય ઠંડા હશે.

તમે મલ્ટિમીટર અને લાઇટર વડે પણ ચેક કરી શકો છો. આ કરવા માટે, તમારે પ્રોબ્સને ઉપકરણના સંપર્કો સાથે કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે, લાઇટરને એક બાજુ પર લાવો અને મલ્ટિમીટરના રીડિંગ્સનું અવલોકન કરો. જો પેલ્ટિયર એલિમેન્ટ સ્ટાન્ડર્ડ મોડમાં કાર્યરત હોય, તો હીટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, એક બાજુએ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થશે, અને મલ્ટિમીટર સ્ક્રીન પર વોલ્ટેજ ડેટા પ્રદર્શિત થશે.

કેવી રીતે કરવું તે જાતે પેલ્ટિયર તત્વ બનાવવું

પેલ્ટિયર તત્વ ઓછી કિંમત અને કાર્યક્ષમ તત્વ બનાવવા માટે વિશેષ જ્ઞાનની જરૂરિયાતને કારણે ઘરે ઉત્પાદન કરવું અવ્યવહારુ છે. જો કે, તમે તમારા પોતાના હાથથી કાર્યક્ષમ મોબાઇલ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટરને એસેમ્બલ કરી શકો છો, જે દેશમાં અથવા કેમ્પિંગ ટ્રિપ પર કામમાં આવશે.

વિદ્યુત વોલ્ટેજને સ્થિર કરવા માટે, તમારે જાતે L6920 IC ચિપ પર પ્રમાણભૂત કન્વર્ટર એસેમ્બલ કરવું પડશે. ઉપકરણના ઇનપુટ પર 0.8-5.5 V નો વોલ્ટેજ લાગુ કરવો આવશ્યક છે, અને આઉટપુટ પર તે 5 V ઉત્પન્ન કરશે, આ મૂલ્ય મોબાઇલ ઉપકરણોની બેટરીને માનક મોડમાં ચાર્જ કરવા માટે પૂરતું છે. જો પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોનિક પેલ્ટિયર ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો પછી ગરમ સપાટીની તાપમાન મર્યાદાને 150 ડિગ્રી સુધી મર્યાદિત કરવી જરૂરી રહેશે. તાપમાન નિયંત્રણની સરળતા માટે, ઉકળતા પાણી સાથે કેટલનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે, પછી મોડેલ 100 ડિગ્રીથી વધુ ગરમ થશે નહીં.

આધુનિક ઘરગથ્થુ ઉપકરણોને ઠંડુ કરવા માટે પેલ્ટિયર પ્લેટોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, એર કંડિશનરમાં, ઉપકરણની અસરકારકતા સાબિત થઈ છે, ખાસ કરીને, થર્મલ શાસનને સ્થિર કરવા અને શક્તિશાળી પ્રોસેસરને ઠંડુ કરવા માટે. પેલ્ટિયર તત્વના આધારે, ઉનાળાના કોટેજ અથવા કાર માટે અસરકારક મોબાઇલ રેફ્રિજરેટર્સ ઘણીવાર ઘરે બનાવવામાં આવે છે, રેડિયેટરને પાવર કરે છે. પ્રક્રિયાની ઉલટાવી શકાય તે રીતે, સ્વ-નિર્મિત તત્વોનો ઉપયોગ વીજળીના સ્ત્રોત વિનાના વિસ્તારોમાં મોબાઇલ નાના પાવર પ્લાન્ટ તરીકે થાય છે.

સમાન લેખો: