19. Wyznaczanie charakterystyki termopary
Cel:
Poznanie mechanizmu zjawisk termoelektrycznych (Seebecka i Peltiera).
Poznanie zasady pomiaru temperatury przy pomocy termopary.
Wyznaczenie współczynnika termoelektrycznego termopary.
Pytania i zagadnienia kontrolne:
Wyjaśnić powstawanie kontaktowej różnicy potencjałów na styku dwóch metali na
podstawie elektronowej budowie metali.
Przedstawić mechanizm powstawania siły termoelektrycznej.
Zjawisko Seebecka i Peltiera.
Budowa i charakterystyka termopary.
Zależność siły termoelektrycznej od temperatury dla różnych termopar.
Opis ćwiczenia:
Końce termopary wykonanej z nieznanych materiałów umieszczone są w długiej,
ceramicznej rurce, na którą nawinięta jest spirala grzejna podłączona poprzez autotrans-
formator do źródła prądu zmiennego. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki tej
termopary, tj. określenie zależności siły elektromotorycznej
od różnicy temperatur
0
T
T
między dwoma końcami termopary, z których jeden jest podgrzewany do tempe-
ratury T , a drugi przez cały czas znajduje się w temperaturze otoczenia
0
T . Do odczytu siły
elektromotorycznej
używamy czułego miliwoltomierza cyfrowego, natomiast temperaturę
T odczytujemy z podłączonego do układu termometru.
Rys. 19.1 Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyki termopary
Zwiększając stopniowo natężenie prądu płynącego przez spiralę, odczytujemy
temperaturę T wewnątrz ceramicznej rurki oraz wskazania
miliwoltomierza. Po
osiągnięciu maksymalnej temperatury
MAX
T
, podanej w instrukcji wykonania ćwiczenia,
wyłączamy grzanie i podczas stygnięcia układu odczytujemy wskazania
miliwoltomierza,
odpowiadające malejącej temperaturze
T .
Obliczmy wartość średnią
wskazań miliwoltomierza odpowiadających tym samym
wartościom
0
T
T
podczas ogrzewania i schładzania układu. Sporządzamy wykres
zależności
i wyznaczamy współczynnik termoelektryczny nieznanej termopary.
~
0
T
T
T
