Thermocouple MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Thermocouple - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

ताप युग्म का विद्युत वाहक बल (EMF)

परिभाषा: ताप युग्म का विद्युत वाहक बल (EMF) दो अलग-अलग धातुओं या अर्धचालकों को दो जंक्शनों पर जोड़ने से उत्पन्न वोल्टेज है। यह घटना सीबेक प्रभाव पर आधारित है, जो बताता है कि जब दो अलग-अलग धातुओं से बने परिपथ में जंक्शनों के बीच तापमान प्रवणता होती है, तो एक वोल्टेज (EMF) प्रेरित होता है।

कार्य सिद्धांत: जब दो भिन्न धातुओं को दो जंक्शनों पर जोड़ा जाता है और इन जंक्शनों के बीच तापमान का अंतर होता है, तो एक छोटा वोल्टेज उत्पन्न होता है। इस वोल्टेज को मापा जा सकता है और यह गर्म और ठंडे जंक्शनों के बीच तापमान अंतर से सीधे संबंधित है। तापमान अंतर और EMF के बीच संबंध मुख्य रूप से एक निश्चित तापमान सीमा के भीतर रैखिक होता है। हालांकि, उच्च तापमान पर, संबंध अरैखिक हो सकता है।

अनुप्रयोग: ताप युग्म का उपयोग विभिन्न उद्योगों में धातु प्रसंस्करण, बिजली उत्पादन, रासायनिक निर्माण और HVAC प्रणालियों जैसी प्रक्रियाओं में तापमान माप के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। इनका उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान और घरेलू उपकरणों जैसे ओवन और वॉटर हीटर में भी किया जाता है।

सही विकल्प रैखिक है।

व्याख्या:

तापयुग्म विद्युत वाहक बल (EMF) उत्पादन

परिभाषा: तापयुग्म तापमान मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक संवेदक है। इसमें विभिन्न धातुओं से बने दो तार पैर होते हैं। तारों को एक सिरे पर एक साथ वेल्ड किया जाता है, जिससे एक संधि बनती है। जब यह संधि तापमान में परिवर्तन का अनुभव करती है, तो यह एक वोल्टेज (emf) उत्पन्न करती है जिसे मापा जा सकता है और तापमान के साथ सहसंबंधित किया जा सकता है। उत्पन्न वोल्टेज गर्म संधि और संदर्भ संधि के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: E=a(Δt)+b(Δt)2" id="MathJax-Element-13-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">E=a(Δt)+b(Δt)2E=a(Δt)+b(Δt)2 $E = a(\Delta t) + b(\Delta t)^2$

थर्मोकपल एमीटर सीबेक प्रभाव पर आधारित है।

• सीबेक प्रभाव एक ऐसी घटना है जिसमें दो भिन्न विद्युत चालकों या अर्धचालकों के बीच तापमान अंतर दो पदार्थों के बीच वोल्टेज अंतर उत्पन्न करता है।
• जब दो चालकों या अर्धचालकों में से एक पर ऊष्मा लगाई जाती है, तो गर्म इलेक्ट्रॉन ठंडे चालक या अर्धचालक की ओर प्रवाहित होते हैं। यदि युग्म को एक विद्युत परिपथ के माध्यम से जोड़ा जाता है, तो उस परिपथ के माध्यम से प्रत्यक्ष धारा (DC) प्रवाहित होती है।
• पेल्टियर प्रभाव उस ताप या शीतलन का वर्णन करता है जो दो अलग-अलग पदार्थों के जंक्शन पर होता है जब जंक्शन के माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है। यह ताप या शीतलन दो पदार्थों के बीच ऊष्मा के हस्तांतरण के कारण होता है। पेल्टियर प्रभाव का उपयोग ताप या शीतलन अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जैसे थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर में।

Additional Information 

• पेल्टियर प्रभाव: जब दो चालकों के बीच एक बैटरी जोड़ी जाती है जिनके जंक्शन शुरू में समान तापमान पर होते हैं, और परिपथ के माध्यम से धारा प्रवाहित की जाती है, तो जंक्शन तापमान बदल जाएगा, एक जंक्शन गर्म हो जाएगा और दूसरा ठंडा हो जाएगा। इस प्रभाव को पेल्टियर प्रभाव के रूप में जाना जाता है। प्रशीतन प्रभाव ठंडे जंक्शन पर प्राप्त होता है और ऊष्मा को गर्म जंक्शन पर परिवेश में अस्वीकार कर दिया जाता है। यह थर्मोइलेक्ट्रिक प्रशीतन प्रणालियों का आधार है।

पेल्टियर प्रभाव सीबेक प्रभाव का विपरीत है।

• सीबेक प्रभाव: यदि दो अलग-अलग चालकों को एक साथ रखा जाता है ताकि दो अलग-अलग जंक्शन बनें और जंक्शन को दो अलग-अलग तापमानों पर बनाए रखा जाए तो उनके बीच EMF, E उत्पन्न होता है।

• तापयुग्म दो असमान धातु जोड़ के जंक्शन वाला एक विद्युतीय उपकरण है। इसका प्रयोग तापमान संवेदक के रूप में किया जाता है।
• यह तापविद्युत प्रभाव या सिबेक प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है जो बताता है कि दो असमान विद्युतीय चालकों के बीच का तापमान अंतर उनके बीच एक वोल्टेज अंतर उत्पन्न करता है। इस विभवांतर का प्रयोग तापमान के माप के लिए किया जाता है।

सक्रिय ट्रांसड्यूसर:

• सक्रिय ट्रांसड्यूसर वे होते हैं जिन्हें अपने प्रचालन के लिए किसी विद्युत स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।
• वे ऊर्जा रूपांतरण सिद्धांत पर कार्य करते हैं। वे इनपुट (भौतिक मात्रा) के समानुपातिक विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं।
• दाबविद्युत, तापवैद्युत और फोटोवोल्टिक सेल ट्रांसड्यूसर सक्रिय ट्रांसड्यूसर के कुछ उदाहरण हैं।

निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर:

• ट्रांसड्यूसर्स जिनको प्रचालन के लिए बाह्य विद्युत स्रोत की आवश्यकता होती है, उन्हें निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है।
• वे प्रतिरोध, धारिता, या किसी अन्य विद्युत पैरामीटर में कुछ परिवर्तन के रूप में एक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करते हैं, जिसे बाद में एक समतुल्य धारा या वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करना होता है।
• प्रेरणिक ट्रांसड्यूसर, धारितीय ट्रांसड्यूसर, प्रतिरोधक ट्रांसड्यूसर निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर के उदाहरण हैं।

ट्रान्सड्यूसर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करता है। सामान्य उदाहरण माइक्रोफोन, लाउडस्पीकर, थर्मोमीटर है।

ट्रान्सड्यूसर को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• सक्रिय या निष्क्रिय ट्रान्सड्यूसर
• एनालॉग या डिजिटल ट्रान्सड्यूसर

एनालॉग ट्रांसड्यूसर:

• यह ट्रांसड्यूसर इनपुट मात्रा को एक एनालॉग आउटपुट में परिवर्तित करते हैं जो समय का सतत फलन है
• इसलिए एक विकृति गेज, एक L.V.D.T., एक तापयुग्म या एक थर्मिस्टर को एनालॉग ट्रांसड्यूसर कहा जा सकता है क्योंकि वे एक ऐसा आउटपुट प्रदान करते हैं जो समय का सतत फलन है

डिजिटल ट्रांसड्यूसर:

• यह ट्रांसड्यूसर इनपुट मात्रा को एक विद्युतीय आउटपुट में परिवर्तित करता है जो स्पन्द के रूप में होता है और इसके आउटपुट को 0 और 1 द्वारा दर्शाया जाता है

पेल्टियर गुणांक:

• ताप-वैद्युत के किसी एक जंक्शन पर अवशोषित या विकसित होने वाली ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा जब एक एम्पीयर धारा एक सेकंड के लिए प्रवाहित होती है, पेल्टियर गुणांक कहलाती है।
• पेल्टियर गुणांक की इकाई जूल/कूलम्ब (JC^{- 1}) है।

तापयुग्म एक विद्युतीय उपकरण है जिसमें दो भिन्न धातु जोड़ों के जंक्शन होते हैं। इसे तापमान संवेदक के रूप में प्रयोग किया जाता है।

यह सीबेक प्रभाव के सिद्धांत पर काम करता है।

सीबेक प्रभाव:

• जब असमान धातुओं से बने दो तारों को दोनों सिरों पर जोड़ा जाता है और सिरों में से एक को उष्मित किया जाता है, तो एक निरंतर प्रवाह होता है जो ताप विद्युत परिपथ में प्रवाहित होता है, क्योंकि उनके बीच वोल्टेज का अंतर होता है।
• तापमान को मापने के लिए इस संभावित अंतर का उपयोग किया जाता है।
• सीबेक प्रभाव पेल्टियर प्रभाव का उलटा है।

सक्रिय ट्रांसड्यूसर:

• सक्रिय ट्रांसड्यूसर वे होते हैं जिन्हें अपने प्रचालन के लिए किसी विद्युत स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।
• वे ऊर्जा रूपांतरण सिद्धांत पर कार्य करते हैं। वे इनपुट (भौतिक मात्रा) के समानुपातिक विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं।
• दाबविद्युत, तापवैद्युत और फोटोवोल्टिक सेल ट्रांसड्यूसर सक्रिय ट्रांसड्यूसर के कुछ उदाहरण हैं।

निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर:

• ट्रांसड्यूसर्स जिनको प्रचालन के लिए बाह्य विद्युत स्रोत की आवश्यकता होती है, उन्हें निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है।
• वे प्रतिरोध, धारिता, या किसी अन्य विद्युत पैरामीटर में कुछ परिवर्तन के रूप में एक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करते हैं, जिसे बाद में एक समतुल्य धारा या वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करना होता है।
• प्रेरणिक ट्रांसड्यूसर, धारितीय ट्रांसड्यूसर, प्रतिरोधक ट्रांसड्यूसर निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर के उदाहरण हैं।

तापयुग्म:

• तापयुग्म एक विद्युतीय जंक्शन का निर्माण करने वाले दो असमान विद्युतीय चालकों वाला एक विद्युतीय उपकरण होता है। 
• तापयुग्म सीबेक प्रभाव के परिणामस्वरूप तापमान-आश्रित वोल्टेज उत्पादित करता है, और इस वोल्टेज की व्याख्या तापमान को मापने के लिए की जा सकती है।
• तापयुग्म का उपयोग व्यापक रूप से तापमान संवेदक के रूप में किया जाता है।
• प्रकार J (लोहा -कॉन्स्टेंटन) में प्रकार K की तुलना में अधिक प्रतिबंधित सीमा (−40 °C से +750 °C) होती है लेकिन लगभग 50 µV/°C की उच्चतम संवेदनशीलता होती है।
• उनका उपयोग व्यापक रूप से व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
• लोहे का क्यूरी बिंदु (770 °C) विशेषता में सुचारु परिवर्तन का कारण बनता है, जो ऊपरी तापमान सीमा को निर्धारित करता है।

तापवैद्युत युग्म:

• तापवैद्युत युग्म एक विद्युत उपकरण है जिसमें दो असमान धातु युग्मों की संधि होती हैं। इसका उपयोग तापमान सूचक के रूप में किया जाता है।
• यह ताप विद्युत प्रभाव या सीबेक प्रभाव के सिद्धांत पर काम करता है जिसका अर्थ है कि दो असमान विद्युत चालक के बीच तापमान अंतर उनके बीच वोल्टेज अंतर पैदा करता है।
• इस संभावित अंतर का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है।

• तापवैद्युत युग्म प्रकार के उपकरणों का उपयोग dc और ac अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
• उनका उपयोग उच्च आवृत्तियों पर धाराओं और वोल्टेज के मापन के लिए किया जा सकता है।
• ये उपकरण 50 MHz की आवृत्ति के ऊपर बहुत सटीक हैं।

• तापयुग्म दो असमान धातु जोड़ के जंक्शन वाला एक विद्युतीय उपकरण है। इसका प्रयोग तापमान संवेदक के रूप में किया जाता है।
• यह तापविद्युत प्रभाव या सिबेक प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है जो बताता है कि दो असमान विद्युतीय चालकों के बीच का तापमान अंतर उनके बीच एक वोल्टेज अंतर उत्पन्न करता है। इस विभवांतर का प्रयोग तापमान के माप के लिए किया जाता है।

तापयुग्म:

• एक तापयुग्म तापमान के मापन के लिए प्रयोग किया जाने वाला एक संवेदक है
• तापयुग्म में अलग-अलग धातुओं से बने तार के दो सिरे होते हैं
• तार के सिरों को एक छोर पर एकसाथ वेल्ड कर के एक जंक्शन बनाया जाता है; इस जंक्शन पर तापमान को मापा जाता है
• जब जंक्शन तापमान में बदलाव का अनुभव करता है तब वोल्टेज निर्मित होता है; फिर तापमान की गणना के लिए वोल्टेज को रूपांतरित किया जा सकता है

यह निम्नलिखित चित्र की मदद से समझाया गया है:

Important Points

मापन के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ उपकरण इस प्रकार हैं:

जब ऊष्मा तापयुग्म एक के तारों​ के जुड़े सिरों पर लागू की जाती है तो एक न्यून वोल्टेज उत्पन्न होता है

तापयुग्म:

• एक तापयुग्म तापमान के मापन के लिए प्रयोग किया जाने वाला एक संवेदक है
• तापयुग्म में अलग-अलग धातुओं से बने तार के दो सिरे होते हैं
• तार के सिरों को एक छोर पर एकसाथ वेल्ड कर के एक जंक्शन बनाया जाता है; इस जंक्शन पर तापमान को मापा जाता है
• जब जंक्शन तापमान में बदलाव का अनुभव करता है, तो वोल्टेज निर्मित होता है; फिर तापमान की गणना के लिए वोल्टेज को रूपांतरित किया जा सकता है

इसे निम्नलिखित आरेख की सहायता से समझाया गया है:

थर्मोकपल अपने धातु जंक्शन के तापमान में परिवर्तन को विद्युत वोल्टेज में परिवर्तित करता है।

अतिरिक्त जानकारी

तापयुग्म:

तापयुग्म प्रक्रिया संयंत्र में बहुत सामान्य तापमान संवेदक हैं। 

• तापयुग्म में कुछ लाभ हैं जो उन्हें व्यापक रूप में उपयोज्य बनाते हैं। 
• उनक प्रयोग बहुत उच्च तापमानों को मापने के लिए किया जा सकता है, जो RTD (प्रतिरोध तापमान संसूचक) की तुलना में बहुत अधिक होते हैं। 
• तापयुग्म भी एक बहुत मजबूत संवेदक है, इसलिए यह आसानी से नहीं टूटता है।

तापयुग्म का सरलीकृत सिद्धांत चित्र:

थर्मिस्टर:

• यह एक प्रकार का प्रतिरोधक होता है जिसकी प्रतिरोधकता आसपास के तापमान पर निर्भर करती है।
  यह तापमान के प्रति संवेदनशील उपकरण है।
• थर्मिस्टर शब्द तापीय संवेदनशील प्रतिरोधक शब्द से बना है।
• थर्मिस्टर अर्धचालक पदार्थ से बना होता है जिसका अर्थ है कि इसका प्रतिरोध चालक और विद्युतरोधक के बीच होता है।
• थर्मिस्टर प्रतिरोध में भिन्नता से पता चलता है कि थर्मिस्टर में या तो चालन या शक्ति अपव्यय होता है।

इलेक्ट्रोमीटर:

एक इलेक्ट्रोमीटर विद्युत आवेश या विद्युत संभावित अंतर को मापने के लिए एक विद्युत उपकरण है।