Cechowanie termoogniwa, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, SPRAWOZDANIA DUZO, laboratorium, Fizyka laborki


Wanat Karol

I ED

Ćwiczenie nr 22

Cechowanie termoogniwa

I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania:

  1. Zjawisko kontaktowe metal - metal;

  2. Siła termoelektryczna

II. Zagadnienia teoretyczne

Zjawisko kontaktowe

Napięcie kontaktowe na powierzchni granicznej dielektryków.

Omawiając zachowanie się wektorów E i D przy przejściu przez powierzchnię styku dwóch dielektryków stwierdzamy, że dla składowych stycznych wektora E zachodzi równość

0x01 graphic

Korzystając ze związku 0x01 graphic
między potencjałem V i natężeniem pola E dla elementarnego przesunięcia ds. wzdłuż powierzchni granicznej dwóch dielektryków, związek 0x01 graphic
można napisać w postaci

0x01 graphic

gdzie V1 oznacza potencjał w ośrodku pierwszym, a V2 - potencjał w ośrodku drugim. Stąd

0x01 graphic

czyli

0x01 graphic

Zatem między stykającymi się ośrodkami (dielektrykami) wytwarza się określona różnica potencjału, którą nazywamy napięciem kontaktowym. Powierzchnia styku o niższym potencjale ładuje się ujemnie, powierzchnia styku ośrodka o wyższym potencjale ładuje się dodatnio, czyli na powierzchni styku wytwarza się podwójna warstwa elektryczna.

Napięcie kontaktowe przewodników zostało odkryte i zbadane przez A. Volta (1792 - 1796). Okazało się że przewodniki można uporządkować w takiej kolejności, że podczas zetknięcia się dwóch sąsiednich przewodników pierwszy od lewej zostaje naładowany dodatnio, następny z kolei ujemnie:

+Zn Pb Sn Fe Cu Ag PtC

5,5 9,0 27,3 18,2 9,1 13,9 14,7

Uporządkowanie to nosi nazwę szeregu Volty.

Siła termoelektryczna. Zjawisko Peltiera i Thomsona.

Według prawa Volty suma napięć kontaktowych dla zamkniętego obwodu przewodników pierwszej klasy wynosi zero, jeżeli wszystkie miejsca styku mają tę samą temperaturę. Gdy co najmniej jedno miejsce styku ma inną temperaturę niż pozostałe, wówczas w obwodzie powstaje siła elektromotoryczna, zwana siłą termoelektryczną, i w obwodzie popłynie prąd elektryczny. Zjawisko to zostało wykryte w roku 1821 przez J. Seebecka (1770 - 1831).

W zamkniętym obwodzie złożonym z dwóch różnych metali płynie prąd elektryczny, jeżeli jedno miejsce styku jest chłodzone, a drugie ogrzewane. Siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do różnicy temperatur styków. Połączoną w ten sposób parę metali nazywamy termoelementem (ogniwem termoelektrycznym, termoogniwem).

Termoelementy są stosowane do pomiarów temperatur w zakresie 0 - 1500°C, np. termoelementy z konstantanu i miedzi lub żelaza i konstantanu. Termoelementem ze stopu irydowo - rodowego i irydu można mierzyć temperatury do 2000°C. Korzyści stosowania termoelementów polegają na tym, że:

  1. termoelement ma małą pojemność cieplną;

  2. można go umieścić daleko od przyrządu służącego do odczytu mierzonej temperatury.

III. Wykonanie ćwiczenia.

Przyrządy: miliwoltomierz, termopara, dwa termometry, dwie zlewki, grzejnik.

  1. 0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    Zestawiłem układ według schematu:

  2. Złącza termopar umieściłem w mieszaninie lodu z wodą. Temperatury T1 i T2 winny być takie same i wynosić 273K (°C). Do tak przygotowanego termoogniwa przyłączyłem miliwoltomierz i pod kierunkiem prowadzącego zajęcia sprawdziłem czy wskazania miernika są zerowe. Podgrzewałem kąpiel otaczającą złącze II. Notowałem różnice temperatur co 5K i odpowiadające mu wskazania miliwoltomierza. Należy przy tym pamiętać by spojenie I było stale w kąpieli z wodą i lodem, które należy mieszać (T1 = 273 K). Szybkość przyrostu temperatur ograniczyłem do 2 K/min. Ogranicza to błędy wynikające z bezwładności układu pomiarowego.

  1. Wyniki pomiarów umieściłem w tabelce:

  2. Lp.

    T1

    T2

    T2 - T1

    E

    k

    kśr

    k±Δkmax

    [ ]

    [ ]

    [ ]

    [ ]

    [ ]

    [ ]

    [ ]

    1. Błędy pomiarowe

    ΔT = ± [ ]; ΔE = ± [ ]; Δk = ± [ ].

    1. Korzystając ze wzoru

    0x01 graphic

    obliczyłem współczynnik termoelektryczny „k” oraz błąd Δk.

    1. Narysowałem zależność E = f(T). Na wykresie zaznaczyłem błędy pomiarowe ΔT i ΔE.

    0x08 graphic

    mV

    woda z lodem

    termometr

    termometr

    T1

    T2

    T [K]

    E [mV]

    ΔE

    ΔT

    ΔT

    ΔE

    grzejnik



    Wyszukiwarka

    Podobne podstrony:
    ćw 22xx - Cechowanie termopary, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, labor
    Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, SPRAWOZDANIA DU
    SiS strona tytulowa spr, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, Wykłady-Fizyka, Sygnały i Syst
    Tabela pomiarowa, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare
    tabele 1B+, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare, 1b
    ćw 23, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare, Fizyka Dam
    Ćwiczenie nr 44 prawie dobre ale juz teraz lux, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA
    ćw 1 obliczenia, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare,
    spr5, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare, bartochowsk
    obliczenia ćw23, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare,
    Ćwiczenie nr 44, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium stare,
    Wstęp teoretyczny ćw 44, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laboratorium
    pierwsza strona sprawozdania własne, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki,
    pierwsza strona sprawozdania, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, [FIZYKA] Laborki, laborat
    Ćwiczenie 47, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, SPRAWOZDANIA DUZO, laboratorium

    więcej podobnych podstron