Hiệu ứng Seebeck là cơ sở được sử dụng để đo nhiệt độ cho Thermocouple. Điện áp này sẽ đo tại đầu lạnh để có tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nhiệt độ giữa của đầu lạnh và đầu nóng. Để bạn hiểu rõ về Seebeck, dưới đây Xuyên Việt Media đã bật mí thông tin chi tiết nhằm giúp bạn có đáp án chính xác nhất.
Tổng quan thông tin về hiệu ứng Seebeck
Trong một thermocouple – cặp nhiệt điện, một đầu được gọi là đầu nóng và đầu kia được gọi là đầu lạnh. Bạn cần sử dụng sức điện động để tạo ra một điểm nối và qua điểm tham chiếu để suy ra nhiệt độ. Đầu nóng được đặt bên trong một vỏ cảm biến và tiếp xúc với môi trường cần đo nhiệt độ. Đầu lạnh hoặc đầu tham chiếu chính là đầu kết thúc nằm bên ngoài môi trường đó.
Đầu lạnh là nơi nhiệt độ được biết trước và là nơi điện áp được đo. Khi nhiệt độ tăng lên ở đầu nóng, điện áp đo tại đầu lạnh cũng tăng không tuyến tính. Sự tuyến tính của mối quan hệ giữa điện áp và nhiệt độ phụ thuộc vào sự kết hợp của các kim loại được sử dụng để tạo ra thermocouple (cặp nhiệt điện).
Dây dẫn cặp nhiệt điện bao gồm hai dây riêng biệt là dương và âm, kèm theo cách điện bằng màu. Nhìn chung hiệu ứng Seebeck là cơ sở dùng để đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện – thermocouple. Dựa theo hiệu ứng này, điện áp đo tại đầu lạnh sẽ tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh. Điện áp này sẽ được gọi là điện áp Seebeck, sức điện động nhiệt điện, điện áp nhiệt điện.
Lịch sử phát triển của hiệu ứng Seebeck
Hiệu ứng Seebeck được đặt theo tên nhà vật lí người Đức Thomas Johann Seebeck (1770-1831), năm 1826 ông đã công bố kết quả những thí nghiệm mà ông đã thực hiện bốn năm trước đó. Qua đó lĩnh vực nhiệt điện mới đã chính thức mở ra một chương mới. Ông quan sát và thấy rằng một dòng điện xuất hiện trong một dãy mạch của hai kim loại khác nhau, khi mà điều kiện các nút giao giữa hai kim loại ở nhiệt độ khác nhau. Do hiệu ứng Seebeck dây dẫn cặp nhiệt điện sẽ có cực phân cực vì thế dây dương và dây âm phải được nối với các đầu cuối chính xác.
Tính ứng dụng thực tiễn của hiệu ứng Seebeck
Ngày nay hiệu ứng Seebeck được ứng dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật phục vụ cho cuộc sống hàng ngày. Ví dụ như máy bật lửa, cảm biến, máy siêu âm, điều khiển góc quay nhỏ gương phản xạ tia laze, các thiết bị, động cơ có kích thước nhỏ. Bên cạnh đó hiệu ứng còn có một số ứng dụng thực tiễn như:
- Că
- Máy bay bay đập cánh như côn trùng.
- Cơ nhân tạo.
- Cánh máy bay biến đổi hình dạng.
- Phòng triệt tiêu âm thanh.
- Máy in.
- Động cơ piezo.
- Lò hơi.
- Tuabin hơi.
- Máy phát điện.
Ưu điểm và nhược điểm của hiệu ứng Seebeck – cặp nhiệt điện
Nhìn chung hiệu ứng này thường xảy ra trong cặp nhiệt điện có kích thước nhỏ, chắc chắn và tiện lợi sử dụng. Để bạn hiểu rõ hơn về hiệu ứng Seebeck cũng như cặp nhiệt điện – thiết bị được dùng phổ biến ở lĩnh vực điện lực. Dưới đây chúng tôi đã tổng hợp lại một số ưu điểm và nhược điểm của hiệu ứng này:
Ưu điểm của hiệu ứng Seebeck
- Hoạt động tại cặp nhiệt điện, một vật dụng có kích thước vô cùng nhỏ.
- Nguyên lý hoạt động chính xác, tiện lợi và linh hoạt.
- Điểm cộng là có thể tái sản xuất, giá thành phải chăng.
- Điện áp mà hiệu ứng Seebeck và cặp nhiệt điện tạo ra độc lập với chiều dài và đường kính dây đa dạng.
- Cấu tạo cặp nhiệt điện có thành phần platinum nên hiệu ứng Seebeck và cảm biến đo nhiệt độ có thể chịu được sức nóng cao.
- Độ bền khi hoạt động rất tốt, ít khi hỏng hóc.
Nhược điểm của hiệu ứng Seebeck
- Nhược điểm lớn nhất của hiệu ứng Seebeck là tín hiệu ra nhỏ.
- Xuất hiện tình trạng nhiễu điện và bị giới hạn khi ứng dụng dải đo tương đối rộng.
- Dãy đo nhiệt độ các loại can nhiệt cao nhưng độ nhạy và độ chính xác không cao, có sai số dao động 0.2 -0.25%.
Những lưu ý khi sử dụng hiệu ứng Seebeck và cặp nhiệt điện
Trong quá trình sử dụng cặp nhiệt điện và hiệu ứng Seebeck, chắc chắn sẽ xảy ra một số vấn đề khiến bạn chưa biết sử dụng như thế nào cho chính xác. Lúc này hãy tuyệt đối lưu ý những vấn đề sau:
- Kết nối cặp nhiệt điện: Việc kết nối với cặp nhiệt điện mà sử dụng các loại cáp không phù hợp kém chất lượng cũng làm cho các loại cảm biến nhiệt độ công nghiệp này bị lỗi.
- Cách đấu dây không đúng: Đấu dây không đúng dẫn đến thiết bị đo không hoạt động.
- Chọn sai loại cặp nhiệt điện: Chính vì hiện tượng lượng nhiệt luôn cao thấp thất thường cho nên chúng ta mới cần đến các loại đầu dò nhiệt dây dò nhiệt để hỗ trợ trong việc kiểm soát lượng nhiệt tùy vào các khu khác nhau. Vì vậy nếu không biết cách chọn lựa thì chắc chắn bạn sẽ là hư hỏng thiết bị đo.
>> Marcom là gì
Lời kết
Mong rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu thêm về khái niệm cũng như tính ứng dụng thực tiễn của hiệu ứng Seebeck. Nếu bạn thấy nội dung hữu ích thì chia sẻ rộng rãi để bạn bè và người quen cùng được biết nhé.
