|
Назорат топшириқлари. Блум таксономияси.
1. Термоэлектр генератори деб нимага айтилади?
2. Термоэлектр генераторларни ф.и.к. айтиб беринг?
3. Термоэлектр генераторлар қаерларда ишлатилади?
Асосий саволни ўзлаштириш учун мустакил ишлар
[1] Елисеев Е. и др. Термоэмиссионное преобразовании энергии М, Атомиздат, 1970 г.
[2] Андерсон Б. Сольнечная энергия.М,стройиздат,1982 г.
2-асосий савол: Ярим ўтказгичли термоэлементларнинг вольтампер характеристикалари.
Асосий саволнинг мақсади: Ярим ўтказгичли термоэлементларнинг тузилиши ва ишлаш
принциплари ҳамда уларнинг вольтампер характеристикалари ўрганилади.
Идентив ўқув мақсадлари:
1. Ярим ўтказгичли термоэлементнинг тузилиши ҳамда уларнинг хоссаларини билади.
2. Ярим ўтказгичли термоэлементнинг ҳосил қилаётган электр токини қиймати қандай
катталикларга боғлиқ бўлишини билади.
3. Ярим ўтказгичли термоэлементларда ВАХ олиниб шу асосда ВАХ нинг физик моҳиятини айтиб
беради.
4. Ярим ўтказгичли термоэлементлар фан ва техникада ишлатилишини билади.
2-саволнинг баёни:
Маълумки ярим ўтказгичлар ўзининг бир қанча хоссалари билан металлардан фарқ килади.
Бундай хоссаларнинг баъзиларини кўриб ўтамиз.
1. Металларда исталган температурада ҳам электр токини ҳосил қилиш мумкин, бошқача
айтганда металларда ўтказувчанлик электронлари исталган температурада ҳам мавжуд бўлади.
Ташқи электр майдоннинг таъсири натижасида металлдаги эркин электронлар бирор томонга (электр
майдони кучланганлигига тескари йўналишда) кўпроқ кўча бошлайди. Ярим ўтказгичлар эса паст
температураларда электр токини жуда ёмон ўтказади ва абсолют ноль температурада эса идеал
диэлектрик бўлиб қолади.
2. Металл ўтказгичдан электр токи ўтиши учун қўшимча энергия (иссиқлик ёки ёруғлик
энергияси) бўлиши шарт эмас. Ярим ўтказгичлардан электр токи ўтиши учун эса қўшимча энергия
албатта бўлиши шарт.
Ярим ўтказгичнинг бу хоссалари уларни металлардан ажратиб турадиган умумий
хоссалардир. Бундан ташқари ярим ўтказгичлар иссиқлик ўтказувчанлик ва ток ташувчиларнинг
температурага боғланиш жиҳатидан ҳам металлардан фарқ қилади. Худди шу хоссалардан
фойдаланиш асосида ярим ўтказгичлардан ф.и.к. анча юқори бўлган термоэлементларни ясаш
мумкин бўлади.
1. Ярим ўтказгичлар иссиқликни металларга қараганда ёмон ўтказади. Уларнинг бу хоссалари
ярим ўтказгичли термоэлементнинг кавшарланган учлари орасидаги температура айирмасини
оширишга имкон беради.
2. Металларни қиздириш билан ток ташувчиларнинг концентрацияси ўзгармайди. Ярим
ўтказгичларни қиздирганда уларнинг температураси ошган сари ток ташувчиларнинг
концентрацияси, яъни электр ўтказувчанлиги ҳам ортиб боради. Масалан ярим ўтказгичлар
температурасининг 1
0
С га ошиши электр ўтказувчанлигининг 3-6 фойизга, 100
0
С га ошиши эса
электр ўтказувчанлигининг дастлабки қийматидан 50 мартача ошишига олиб келади. Ҳақиқатан
ҳам, ярим ўтказгичнинг температураси ошган сари атомлараро боғланишда банд бўлган валент
электронлар қўшимча энергия олиб ўз атомларидан ажралиб электр ўтказувчанликда иштирок
эта бошлайди. Агар ярим ўтказгич электрон ўтказувчанликка эга бўлса (германий ёки
кремнийга Y группа атомлари аралашган), бундай ярим ўтказгични қиздирганда, ўтказувчанлик
электронларнинг концентрацияси орта бошлайди, масалан, 27
0
С температурада германий
элементида ток ташувчиларнинг сони 2,5 х 10
15
см
-3
га, кремний элементида эса 6,8 х10
+10
см
-3
гача етади. Шунингдек, ярим ўтказгичнинг қиздирилган жойидаги ток ташувчиларнинг
энергияси ҳам ортади. Юқоридаги факторларнинг мавжудлиги ярим ўтказгичларнинг
солиштирма термо э.ю.к. коэффициенти металларникидан анча юқори бўлишини кузатамиз.
Масалан, Bi
2
Te
3
ва Sb
2
Te
3
тармоқли термоэлементнинг умумий солиштирма ўтказувчанлик
коэффициенти 270
г рад
мкв
га тенг.
Ярим ўтказгичли термоэлементнинг ишлаш принципини тушуниш учун аввал электронли (n)
ёки тешикли (р) ўтказувчанликка эга яримўтказгич пластинкаларнинг ҳар бирини алоҳида-алоҳида
олиб, бирор учини қиздирганимизда улардаги ток ташувчиларнинг ҳаракат механизмини ўрганайлик.
Агар олинган ярим ўтказгич пластинкаларнинг ҳар бирининг узунлиги бўйлаб температура
пасаймаса, аввалдан мавжуд бўлган ток ташувчиларнинг ярим ўтказгичнинг ҳажми бўйлаб тартибсиз
ҳаракатда бўлишини биламиз. Агар электрон ўтказувчанликли (n) ярим ўтказгичнинг бирор учини
қиздирсак, унинг узунлиги бўйлаб температураси пасая боради. Ярим ўтказгичнинг исталган
томонида асосий ток ташувчилар сони-ўтказувчанлик электронларининг сони ва энергияси (юқорида
тушунтирганимиздек) ортади. Натижада ярим ўтказгичнинг иссиқ учидан совуқ учи томон
ҳаракатланаётган электронлар сони совуқ учдан иссиқ учи томон ҳаракатланаётган электронлар
сонидан ошиқ бўлади. Электронларнинг совуқ учга томон кўпроқ ҳаракатланганлиги сабабли ярим
ўтказгич пластинкасининг иссиқ учида компенсациялашмаган мусбат заряд қолади, бошқача
айтганда, ярим ўтказгичнинг иссиқ учи мусбат зарядланади, совуқ учи эса манфий зарядланади.
Ярим ўтказгичнинг иккала учи орасида ҳосил бўлган потенциаллар айирмасининг ортиши
электронлар ҳаракатида мувозанат ўрнатилгунча давом этади. Электрон ўтказувчанликли ярим
ўтказгич пластинканинг иссиқ учидан электронларнинг совуқ учга ҳаракатланиши сабабли ярим
ўтказгичнинг ичида совуқ уч томон йўналган электр майдони ҳосил бўлади. Бу электр майдони
электронларни ярим ўтказгичнинг совуқ учига ўтишига қаршилик кўрсата бошласа, ярим
ўтказгичнинг иссиқ учига томон йўналган электронлар ҳаракатига эса тезлаштирувчи таъсир
кўрсатади. Натижада қарама-қарши йўналишда ҳаракатланувчи электронларнинг сони ўзоро
тенглашганда динамик мувозанат ўрнатилади. Ярим ўтказгичнинг температуралар айирмаси учун
бундай мувозанат ҳолатдан сўнг ярим ўтказгичдаги потенциаллар айирмаси ошмайди. Агар ярим
ўтказгичли пластинка ва гальванометрдан иборат берк электр занжири тузсак, ундан 1-расмда
кўрсатилган йўналишда ток ўтади.
Тешикли (р) ўтказувчанликка эга бўлган ярим ўтказгичнинг бирор учини қиздирсак, асосий
ток ташувчиларнинг –тешикларнинг совуқ уч томонга ҳаракатланиши сабабли, ярим ўтказгичнинг
иссиқ учи манфий зарядланади ва совуқ учи эса мусбат зарядланиб қолади. Натижада тузилган берк
электр зандирдан электр токи 2-расмда кўрсатилгандек йўналишда ўтади.
n ва р ўтказувчанликка эга бўлган ярим ўтказгичларни металл пластинкага пайвандлаб
тайёрланган термоэлементнинг ҳар қайси тармоғига ток ташувчиларнинг йўналишини 3-расмдаги
каби кўрсата оламиз.
Энди ярим ўтказгичли термоэлемент, нагрузка қаршилиги R
н
дан иборат берк электр
занжири тузайлик (4-расм).
Бунда термоэлемент металл пластинкали томонини қиздирсак, иккала тармоқдаги токлар
бир-бирини кучайтириб 4-расмда стрелка билан кўрсатилган йўналишда ток ўтади.
Do'stlaringiz bilan baham: |
