Nr ćwiczenia 104 |
Data 12.03.2003 |
Imię i Nazwisko Tomasz Przymusiak |
Wydział BL-TOB |
Semestr 2 |
Nr grupy lab. 3 |
Prowadzący Aneta Waszkowiak |
Przygotowanie |
Wykonanie |
Ocena |
1.Opis doświadczenia. Wstęp teoretyczny.
Termoogniwo stanowią dwa różne przewodniki połączone ze sobą. Jeżeli punkty łączenia przewodników są w różnych temperaturach, wówczas powstaje między nimi różnica potencjałów zwana siłą elektromotoryczną. Jej wielkość zależy od rodzaju przewodników tworzących termoogniwo oraz od różnicy temperatur i wyraża się wzorem:
Współczynniki α1 i α2 charakteryzują zastosowane materiały.
Zjawiska termoelektryczne są obecnie szeroko wykorzystywane zarówno do pomiaru wysokich temperatur, jak i wykrywaniu bardzo słabego ogrzania. Do pomiaru niezbyt niskich temperatur używane są zwane również termoparami lub termoelementami. Termoogniwa pomiarowe zbudowane są z przewodników o znanym, uprzednio dobrze zmierzonym napięciu termoelektrycznym. W miejscu kontaktu przewodniki, najczęściej w postaci drutu, są spawane lub lutowane.
Wzorcowanie termoogniwa.
W celu znalezienia napięć termoelektrycznych odpowiadających określonym różnicom temperatur T - T0 stosujemy układa jak na ćwiczeniach. Jedno złącze znajduje się w wodzie z lodem (T0 = 00C), zaś drugie w naczyniu z wodą, której temperaturę zmieniamy za pomocą grzejnika i mierzymy termometrem. Ze względu na bezwładność termometru przyrost temperatury wody może nie być zbyt szybki. Regulowany przyrost temperatury można osiągnąć, stosując autotransformator regulujący napięcie grzejnika lub wyłączający okresowo grzejnik i dokonując pomiaru w momencie, gdy wskazanie termometru jest maksymalne dla danego wyłączenia.
Po osiągnięciu temperatury około 1000C wyłączamy grzejnik na stałe i dokonujemy pomiarów w okresie stygnięcia.
Po znalezieniu napięć termoelekrtycznych dla różnych temperatur sporządzamy wykres. Jeżeli stanowi on linię prostą, oznacza to, że współczynnik α2 w równaniu zamieszczonym powyżej jest zerem, a współczynnik α1 jest współczynnikiem nachylenia prostej.
Przebieg ćwiczenia.
Zestawić układ pomiarowy zgodnie z instrukcją.
Przez zwarcie zacisków miliwoltomierza znaleźć wskazanie zerowe.
Podgrzewając stopniowo wodę, mierzyć temperaturę co ok. 50C i odpowiadające jej napięcia termoelektryczne.
Podobne pomiary przeprowadzić w czasie stygnięcia.
Wykreślić zależności napięcia termoelektrycznego od temperatury.
Dla zakresu liniowego znaleźć współczynnik termoelektryczny, stosując regresję liniową.
Zestaw ćwiczeniowy.
Termopary, miliwoltomierz, termometr, grzejnik, naczynia, lód.