Wstęp:

Zjawiska termoelektryczne, to zjawiska polegające na powstawania efektów cieplnych pod wpływem procesów elektrycznych, a także również efektów elektrycznych pod wpływem procesów termicznych. Do takich zjawisk zaliczamy m.in. zjawisko Seebecka, polegające na powstawaniu przepływu prądu elektrycznego w zamkniętym obwodzie utworzonym z dwóch różnych metali bądź półprzewodników, które posiadają styki o różnych temperaturach i po połączeniu których na ich styku powstaje kontaktowa różnica potencjałów. Ponieważ zależna jest ona od temperatury, to jeśli obydwa styki są w tej samej temperaturze, różnica potencjałów wynosi 0 i prąd nie płynie. Natomiast jeżeli obydwa styki mają różne temperatury, to w obwodzie powstaje siła elektromotoryczna, która nosi nazwę termoelektryczną i w obwodzie płynie wówczas prąd.

Cel ćwiczenia:

- zbadanie efektu Seebecka

- wyznaczenie współczynnika Seebecka oraz oporu wewnętrznego termogeneratora

Sprzęt wykorzystany do doświadczenia:

- termogenerator półprzewodnikowy, złożony ze 142 elementów Seebecka połączonych szeregowo

- termostat Haake

- termometr mierzący temperaturę w zakresie 0-100 ^oC

- termometr mierzący temperaturę w zakresie 0-50 ^oC

- pompka PFN650

- woltomierz

- amperomierz

- wanienka z cieczą ogrzewającą termogenerator

- wanienka z cieczą chłodzącą termogenerator

- opornica

Przebieg doświadczenia:

Po podłączeniu aparatury pomiarowej, przystąpiłem wraz z zespołem do przeprowadzenia pomiarów temperatury ogrzewania i chłodzenia termogeneratora oraz napięcia wytworzonego przez niego przy zmianie temperatury w zakresie 30-70 ^oC z krokiem pomiarowym równym 5 ^oC.

Otrzymane wyniki zostały przedstawione w poniższej tabeli oraz na wykresie:

TG [K]	TC [K]	ΔT = TG - TC [K]	U[V]
-	-	0	0
301	296,6	4,4	0,2
305	296,8	8,2	0,5
310	297	13	0,7
316	297,2	18,8	1
320	297,5	22,5	1,2
324	297,7	26,3	1,5
329	298	31	1,7
334	298,2	35,8	2
339	298,5	40,5	2,2

a = 5,520*10^-2 V/K Δa = 0,092*10^-2 V/K

Następnie podłączyłem wraz z zespołem szeregowo opornicę do woltomierza oraz amperomierz, po czym przystąpiliśmy do pomiaru oporu wewnętrznego termogeneratora.

Odczytane wartości natężenia prądu oraz spadku napięcia U_R na oporze R przedstawione zostały w poniższej tabeli oraz na wykresie:

I [A]	UR [V]
0,65	0,1
0,48	0,65
0,31	1,2
0,24	1,4
0,15	1,7
0,12	1,8
0,1	1,9
0,09	1,95
0,06	2
0,06	2

a = -3,241 Ω Δa = 0,034 Ω

b = 2,2026 Ω Δb = 0,0099 Ω

Opracowanie wyników pomiarów:

• Obliczenie współczynnika Seebecka:

V/K

V/K

• Obliczenie oporu wewnętrznego termogeneratora:

Ω

0,034 Ω

• Obliczenie napięcia nieobciążonego termogeneratora :

V

V

Wyniki końcowe:

V/K

Ω

V

Wnioski:

Wraz ze wzrostem zmiany różnicy temperatur, rośnie napięcie wytwarzane przez termogenerator. Wraz ze wzrostem natężenia przepływającego przez opornicę, wartość napięcia maleje.