![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сведения из теории. Термопара представляет собой два разнородных проводника (I и II), соединенные своими концами (рис
Термопара представляет собой два разнородных проводника (I и II), соединенные своими концами (рис. 4.1, а). Места соединений называют спаями (А и В). Если температуры спаев не одинаковы (например, Т А > Т В ), то в цепи термопары потечет ток (термоток) - явление Зеебека.
Опыт показывает, что связанная с термотоком ЭДС e пропорциональна разности температур “горячего” (А) и “холодного” (В) спаев e = a(Т А - Т В), (4.1)
где a - удельная термо-ЭДС, определяется свойствами металлов, из которых изготовлена термопара. Например, для пары железо - константан a = 5, 3 ´ 10-5 В/К. Возникновение термотока при Т А ¹ Т В связано с наличием разных по величине контактных разностей потенциалов (КРП) в спаях А и В. КРП в любом из спаев определяется выражением
где А 1 и А 2 - работа выхода электрона соответственно из металлов I и II; е - заряд электрона; k - постоянная Больцмана; n 1, n 2 - концентрации электронов в металлах I и II. При одинаковых температурах спаев их КРП одинаковы, но про-тивоположны по направлению. ЭДС, равная алгебраической сумме скачков потенциалов в цепи, в этом случае нулевая, так как имеется два одинаковых источника тока, соединенных одинаковыми полюсами (рис. 4.1, б). Если Т А ¹ Т В, то /DjA/ ¹ /DjB/,
e = DjA - DjB =
что совпадает с формулой (4.1), если
Используются термопары чаще всего для измерения высоких (или низких) температур. Для этого “горячий” спай помещают в среду, температуру Т которой хотят узнать (Т А = Т), а “холодный” спай - в среду с известной температурой Т В = Т О (например, в тающий лед). Измерив термо-ЭДС (термоток) и зная a, по формуле (4.1) легко вычислить Т. При измерениях удобно иметь предварительно проградуированную термопару. В этом случае нет необходимости в знании a. По измеренным ЭДС и Т непосредственно по графику e = f (D Т = Т - ТО) определяют D Т, а значит, и Т. Задача данной лабораторной работы состоит в том, чтобы получить градуировочную кривую. Градуировку термопары производят по той же схеме (рис. 4.2), что и при измерениях температуры, с той лишь разницей, что “горячий” спай здесь помещают в среду, температуру которой можно изменить и измерить независимым от термопары способом (обычным термометром). П р и м е ч а н и е. Очень часто ”холодный” спай оставляют при температуре окружающего воздуха (особенно при измерении температур в производственных условиях). В этом случае нет необходимости специально его создавать. Роль такого спая играет любой из контактов (В 1 или В2) проводника термопары (рис. 4.3) с измерительным прибором.
|