ZT - رقم الجدارة
ZT – رقم الجدارة (مؤشر جودة ZT) – مقياس للخصائص الكهروحرارية
يعني مصطلح رقم الجدارة رقم الجودة. وفي مجال الكهرباء الحرارية، يُستخدم لوصف مدى ملاءمة المواد الكهروحرارية للمزدوجات الحرارية والمولدات الكهروحرارية. في الصيغ المقابلة، يُطلق على رقم الجدارة “ZT”.
يتسبب اختلاف درجة الحرارة عند طرفي موصل كهربائي في حدوث جهد كهربائي في هذا الموصل. وقد وصف توماس يوهان سيبك هذه العلاقة لأول مرة. ولذلك تُعرف باسم تأثير سيبيك. ويعتمد مقدار الجهد على المادة ودرجة الحرارة.
نسبة الجهد الكهربائي وفرق درجة الحرارة هي معامل سيبيك:
S = U/ΔT
مع:
S: معامل سيبيك
U: الجهد
ΔT: فرق درجة الحرارة
يستخدم تأثير Seebeck بشكل أساسي لقياس درجات الحرارة باستخدام المزدوجات الحرارية.
تزداد أهميتها في تحويل الحرارة المهدرة إلى طاقة كهربائية باستخدام المولدات الكهروحرارية. وهذه العمليات قابلة للانعكاس.
العملية العكسية، التي تتولد فيها الاختلافات في درجات الحرارة عن طريق اختلافات الجهد، هي تأثير بلتيير. ويستخدم، على سبيل المثال، للتبريد في الإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا النانو.
رقم الجدارة ZT بلا أبعاد. ويزداد مع مربع معامل سيبيك، مع متوسط درجة حرارة التشغيل المطلقة والتوصيل الكهربائي. ويتناقص مع التوصيل الحراري النوعي. تعتمد كل هذه المتغيرات على درجة الحرارة.
في معادلة التعريف، يجب اعتبار القيم المادية كدالة لدرجة الحرارة:
ZT = مُعامل سيبيك تربيع * درجة الحرارة المطلقة * التوصيل الكهربي / التوصيل الحراري النوعي
يتوفر لدى شركة Linseis أجهزة قياس دقيقة لتحديد رقم الجدارة للموصلات الكهربائية وأشباه الموصلات، والتي يمكن من خلالها قياس قيم المواد الفردية وحساب قيمة ZT.