<ص>
في حياتنا اليومية، يسمح لنا التأثير الكهروحراري بتحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء. وتتضمن مبادئ عمل هذه العملية مجموعة متنوعة من الظواهر الفيزيائية، بما في ذلك تأثيرات سيبيك وبيلتييه وتومسون. ولم تؤدي هذه التأثيرات إلى تغيير الفهم العلمي للحرارة والكهرباء فحسب، بل دفعتنا أيضًا إلى تطوير العديد من التقنيات والتطبيقات المبتكرة.
<ص>
التأثير الحراري الكهربائي هو العملية التي يتم من خلالها تحويل الفرق في درجة الحرارة مباشرة إلى جهد ويمكن استخدامه لتوليد الكهرباء أو قياس درجة الحرارة أو تغيير درجة حرارة جسم ما.
الأساس النظري للتأثير الحراري الكهربائي
<ص>
التأثير الحراري الكهربائي هو في الأساس عملية توليد الجهد على أساس الفرق في درجات الحرارة. وينقسم إلى ثلاثة تأثيرات: تأثير سيبيك، تأثير بيلتييه، وتأثير تومسون. ظاهرة سيبيك هي توليد قوة دافعة كهربائية في موصل عندما يكون هناك فرق في درجة الحرارة بين نقطتين. يُطلق على نسبة القوة الدافعة الكهربائية إلى الفرق في درجات الحرارة اسم معامل سيبك، وهي ظاهرة أعاد اكتشافها في عام 1821 الفيزيائي الروسي الألماني سيبك، الذي لاحظ التأثير الحراري المغناطيسي بين المعادن غير المتشابهة.
<ص>
يسمح تأثير سيبيك بتحويل فروق درجات الحرارة إلى جهد أو تيار قابل للقياس.
التأثير الحراري الكهربائي في التطبيقات العملية
<ص>
في التطبيقات العملية، يتمتع التأثير الحراري الكهربائي بإمكانيات كبيرة. ومن مجالات التطبيق المهمة المبردات الحرارية الكهربائية، التي يمكنها تبريد المعدات بشكل فعال دون الحاجة إلى محركات كهربائية أو دوران السوائل. تستخدم العديد من الثلاجات الصغيرة، ومبددات الحرارة للأجهزة الإلكترونية، وحتى أنظمة الطاقة الشمسية، هذه التقنية.
<ص>
المبردات الحرارية الكهربائية بسيطة ومرنة، ولكنها غير فعالة نسبيًا.
تأثير بيلتييه وتطبيقاته
<ص>
لا يمكن تجاهل أهمية تأثير بيلتييه في تكنولوجيا الطاقة الحرارية الكهربائية. عندما يمر تيار كهربائي عبر تقاطع مادتين مختلفتين، يحدث التسخين أو التبريد. يمكن استخدام هذا التأثير لإنشاء فرق درجة حرارة محدد جيدًا عند تصميم مبرد أو سخان حراري كهربائي، لتطبيقات مثل تبريد وتسخين الأجهزة الإلكترونية. إن سهولة تشغيلها وصيانتها تجعل هذه التكنولوجيا شائعة.
الآفاق المستقبلية لتكنولوجيا الطاقة الحرارية الكهربائية
<ص>
مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، تتمتع تكنولوجيا الطاقة الحرارية الكهربائية بآفاق تطوير جيدة في تحسين كفاءة الطاقة. نحن الآن في مرحلة البحث المبتكر في المواد الحرارية الكهربائية، والتي تؤثر خصائصها بشكل مباشر على كفاءة الأجهزة الحرارية الكهربائية.
<ص>
قد تساعد المواد الحرارية الكهربائية المستقبلية على تحويل الطاقة بكفاءة أكبر، وبالتالي تعزيز تطوير الطاقة المستدامة.
<ص>
إن التأثير الحراري الكهربائي ليس مجرد مفهوم في الفيزياء، بل إنه يلعب دوراً رئيسياً في تكنولوجيا الطاقة المستقبلية. وربما يتعين علينا أن نفكر في كيفية استخدام هذه التكنولوجيا لتحقيق استخدام طاقة أكثر ملاءمة للبيئة وتحويل طاقة حرارية أكثر كفاءة؟