 | Pobierz cały dokument 204pl.politechnika.poznanska.ziip.ii.semestr.doc Rozmiar 138 KB |
Cechowanie termopary (termoogniwa)
Termoogniwo stanowią dwa różne przewodniki połączone ze sobą jak na rysunku. Jeżeli punkty łączenia znajdują się w różnych temperaturach, wówczas powstaje między nimi różnica potencjałów, zwana siłą termoelektryczną (zjawisko Seebecka), której wielkość zależy od zastosowanych przewodników oraz od różnicy temperatur:
współczynniki 
charakterystyczne dla materiałów.
Bezpośrednią przyczyną wystąpienia siły termoelektrycznej jest różna wartość napięć kontaktowych w złączach posiadających różne temperatury. W każdej temperaturze istnieje pewna ilość elektronów, które posiadają energię kinetyczną wystarczającą do wykonania pracy wyjścia W, a zatem do wyjścia na powierzchnię metalu. Te elektrony tworzą tzw. prąd termoemisji skierowany prostopadle do powierzchni metalu. Gęstość prądu termoemisji określa prawo Richardsona - Dushmana i wynosi odpowiednio:
Gdy oba przewodniki zbliżymy na bardzo małą odległość, elektrony opuszczające metal A będą przechodziły do metalu B i odwrotnie. W sytuacji przedstawionej na rysunku 
ze względu na wartości prac wyjścia Wa<Wb. Przewaga prądu 
prowadzi do zwiększenia ilości elektronów w metalu B i do powstania ich niedomiaru w metalu A. W tej sytuacji metale naładują się przeciwnymi znakami i powstanie między nimi taka różnica potencjałów, że dalszy przepływ elektronów od A do B zostanie utrudniony i zrównoważony przepływem od B do A. W stanie równowagi strumienie elektronów w obu kierunkach są takie same, co oznacza: 
Elektrony opuszczające metal A muszą wykonać, oprócz pracy wyjścia, pracę przeciwko różnicy potencjałów 
. Tę różnicę potencjałów, powstającą w wyniku zetknięcia się dwóch przewodników, nazywamy napięciem kontaktowym. Jego wartość określona jest przez różnicę prac wyjścia obu metali: 
Siła termoelektryczna może wystąpić także w przewodniku jednorodnym ( bez złącz), gdy między jego końcami wytworzymy różnicę temperatur. To zjawisko nosi nazwę efektu Thomsona i jest konsekwencją zależności energii Fermiego od temperatury.
.
W celu znalezienia napięć termoelektrycznych odpowiadających określonym różnicom temperatur 
stosujemy układ, w którym jedno złącze znajduje się w naczyniu zawierającym mieszaninę wody z lodem, gwarantującą stałą T = 0oC, a temperaturę drugiego złącza zmieniamy. Podnosząc stopniowo temperaturę, co 50C mierzymy odpowiadające jej napięcie termoelektryczne. Podobne pomiary przeprowadzamy dla stygnięcia.
Pomiary
A-termopara Fe-CuNi
B-termopara Cu-CuNi
C-termopara Nicrosil - Nisil
