Thermopile εναντίον Τζάκι θερμοστοιχείων

Τα θερμοζεύγη και τα θερμοπύλη χρησιμοποιούν τις αρχές της θερμοηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μετρώντας τη θερμοκρασία. Αυτές οι συσκευές εμφανίζονται σε πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων συσκευών όπως τζάκια αερίου και ένθετα τζακιών. Η κατανόηση των διαφορών μεταξύ ενός θερμοσυστήματος και ενός τζακιού θερμοστοιχείου απαιτεί κατανόηση των διαφορών μεταξύ αυτών των δύο συσκευών. Ευτυχώς, παρά την επιστημονική πολυπλοκότητα των θερμοπυλών και των θερμοστοιχείων, μπορείτε να κατανοήσετε τον βασικό τους σκοπό μέσω μιας σύντομης περιγραφής.

Τα θερμοζεύγη εμφανίστηκαν για πρώτη φορά μετά την ανακάλυψη του θερμοηλεκτρικού αποτελέσματος από τον Thomas Johann Seedbeck το 1821. Ο Seedbeck ανακάλυψε ότι ένα ζευγάρι συνδέσμων μεταξύ δύο καλωδίων από διαφορετικά μέταλλα δημιουργεί τάση ίση με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των κόμβων. Βασικά, ένα θερμοστοιχείο αποτελείται από δύο σύρματα κατασκευασμένα από διαφορετικά μέταλλα ενωμένα σε δύο θέσεις. Η θερμότητα εισέρχεται στο ένα άκρο, χωρίζει, ταξιδεύει κάτω από κάθε καλώδιο ξεχωριστά και μετά ξανασυνδέεται. Όταν ξανασυνδέεται, δημιουργεί ηλεκτρική ενέργεια. Η τάση της ηλεκτρικής ενέργειας δίνει μια ακριβή ένδειξη της θερμοκρασίας μεταξύ των άκρων της συσκευής.

Ένα θερμοπύλη δεν αποτελείται από τίποτα περισσότερο από μια σειρά διασυνδεδεμένων θερμοστοιχείων. Κάθε επιπλέον θερμοστοιχείο που τοποθετείται σε θερμοστάτη αυξάνει την ικανότητα της συσκευής να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Για παράδειγμα, εάν ένα θερμοστοιχείο παράγει δύο βολτ ηλεκτρικής ενέργειας και ένα θερμοστάτη περιέχει τέσσερα θερμοστοιχεία, παράγει δύο βολτ ηλεκτρισμού ανά θερμοστοιχείο για συνολικά οκτώ βολτ. Εκτός από τη μέτρηση της διαφοράς θερμοκρασίας και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τα θερμοπύληνα μπορούν να ανιχνεύσουν ακτινοβολία μέσα σε ένα περιβάλλον. Όταν χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών, τα θερμοπύληνα και τα θερμοστοιχεία πρέπει να συνδέονται σε μια συσκευή που μεταφράζει την τάση του καλωδίου σε μια ένδειξη θερμοκρασίας.

Υπάρχουν τρεις προφανείς διαφορές μεταξύ θερμοπυλών και θερμοστοιχείων. Προφανώς, τα θερμοπύληνα περιέχουν μια σειρά διασυνδεδεμένων θερμοστοιχείων, πράγμα που σημαίνει ότι από τεχνική άποψη οποιαδήποτε συσκευή που χρησιμοποιεί θερμοπύλη περιέχει θερμοζεύγη. Ενώ τόσο τα θερμοπύλη όσο και τα θερμοστοιχεία δίνουν ακριβείς μετρήσεις θερμοκρασίας, τα θερμοπύλη παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια Με αυτόν τον τρόπο, καθιστώντας τα πιο πολύτιμα σε συσκευές που τις χρησιμοποιούν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και όχι για ανάγνωση θερμοκρασία. Επίσης, ενώ και οι δύο συσκευές ανιχνεύουν ακτινοβολία, τα θερμοπύλη τα κάνουν πολύ πιο ακριβή, με μεγαλύτερο βαθμό ευαισθησίας.

Τα τζάκια αερίου και τα ένθετα τζακιών χρησιμοποιούν θερμοστοιχεία και θερμοπύλες κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Όταν είναι ενεργοποιημένο, ο χειριστής σε μια κουζίνα αερίου παράγει θερμότητα, η οποία ταξιδεύει μέσω ενός θερμοστοιχείου. Καθώς η θερμότητα φτάνει στη δεύτερη σύνδεση του θερμοστοιχείου, παράγει ηλεκτρική τάση. Το τζάκι χρησιμοποιεί αυτήν την τάση για να ανοίξει τη βαλβίδα αερίου, επιτρέποντας στο αέριο να ρέει έξω και να πυροδοτήσει φωτιά. Επειδή τα θερμοπύλη παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τα θερμοστοιχεία, τα τζάκια με θερμοπύλη μπορούν να συνδεθούν με θερμοστάτες για έλεγχο θερμοκρασίας Τα τζάκια με θερμοστοιχεία δεν διαθέτουν επαρκές ηλεκτρικό ρεύμα για αυτό.