nr

204

data

Wydział

WIiZ

Semestr

II

grupa A2

dr A.Głowacki

przygotowanie

wykonanie

ocena ostatecz.

TEMAT : CECHOWANIE TERMOOGNIWA

Termoogniwo stanowią dwa różne przewodniki połączone ze sobą w sposób przedstawiony na

rysunku. Jeżeli punkty łączenia znajdują się w różnych
temperaturach, Wówczas powstaje między nimi różnica
potencjałów, zwana siłą termoelektryczną. Jej wielkość
zależy od rodzaju przewodników tworzących
termoogniwo oraz od różnicy temperatur i wyraża się
wzorem

(

)

(

)

ε α

α

=

−

+

−

1

0

2

0

2

T

T

T

T

Współczynniki

α α

1

i

2

charakteryzują zastosowane materiały. Przedstawiony efekt nazywamy zjawiskiem

Seebecka.

Bezpośrednią przyczyną wystąpienia siły termoelektrycznej jest różna wartość napięć kontaktowych w

złączach posiadających różne temperatury. Istnienie napięć kontaktowych związane jest ze zjawiskami
elektronowymi w metalach. 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 określona jest prawem Richardsona - Dushmana i dla obu przewodników z rys. 1 wynosi
odpowiednio

j

AT e

j

AT e

A

W

kT

B

W

kT

A

B

=

=

−

−

2

2

Gdy oba przewodniki zbliżymy na bardzo małą odległość, elektrony opuszczające metal A będą przechodziły
do metalu B i odwrotnie. W sytuacji przedstawionej na rys. 1 j

j

A

B

>

ze względu na wartości prac wyjścia

(

)

W

W

A

B

<

. Przewaga prądu j

A

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
różnica potencjałów o takim kierunku, że dalszy przepływ elektronów od A do B zostanie utrudniony i w
końcu zrównoważony przepływem od B do A. W stanie równowagi strumienie elektronów w obu kierunkach
są takie same, co oznacza:

W

eV

W

A

k

B

+

=

Powyższe równanie odzwierciedla fakt, że elektrony opuszczające metal A muszą wykonać, oprócz pracy
wyjścia, pracę przeciwko różnicy potencjałów V

k

. Tę różnicę potencjałów, powstającą w wyniku zetknięcia

się dwóch przewodników, nazywamy napięciem kontaktowym. Jego wartość określona jest tylko przez
różnicę prac wyjścia obu metali

V

W

W

e

k

B

A

=

−

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 prostą
konsekwencją zależności energii Fermiego od temperatury.

E

E

kT

E

F

F

F

=

−



























0

0

1

12

2

2

π

.

Pomiary:

A

B

C

temp [°C]

ε

[mV] temp [°C]

ε

[mV] temp [°C]

ε

[mV]

23,5

1,25

23,5

0,75

23,5

0,85

28,5

1,40

28,5

0,85

28,5

0,95

33,5

1,60

33,5

1,00

33,5

1,05

38,5

1,90

38,5

1,00

38,5

1,25

43,5

2,10

43,5

1,10

43,5

1,40

48,5

2,35

48,5

1,25

48,5

1,60

53,5

2,55

53,5

1,40

53,5

1,70

58,5

2,85

58,5

1,55

58,5

1,90

63,5

3,10

63,5

1,70

63,5

2,10

68,5

3,35

68,5

1,85

68,5

2,20

73,5

3,50

73,5

2,00

73,5

2,40

78,5

3,80

78,5

2,20

78,5

2,55

83,5

4,00

83,5

2,35

83,5

2,75

88,5

4,35

88,5

2,50

88,5

2,90

93,5

4,60

93,5

2,65

93,5

3,10

98,5

4,95

98,5

2,85

98,5

3,30

103,5

5,10

103,5

3,00

103,5

3,50

108,5

5,45

108,5

3,15

108,5

3,65

113,5

5,65

113,5

3,30

113,5

3,85

118,5

6,00

118,5

3,50

118,5

4,00

Wnioski:

2

Obliczenia:

3

http://notatek.pl/sprawozdanie-cechowanie-termoogniwa?notatka