POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 20
ARTUR KLISZCZ NR. 73196	TEMAT: Skalowanie termopary.
Wydział: IZ/INF Rok: 2	DATA: 12.10.1994 OCENA:

Cel ćwiczenia:

1) Wyznaczenie siły termoelektrycznej w zależności od różnicy

temperatur spoin termopary (cechowanie termopary);

2) Wyznaczenie temperatury krzepnięcia stopu metalu.

Część teoretyczna ( opis zjawiska fizycznego ).

Zjawisko termoelektryczne polega na powstawaniu siły elektromotorycznej

miedzy spoinami dwóch różnych metali, jeśli miedzy tymi spojeniami występuje

różnica temperatur. Zjawisko to wykorzystuje się do pomiaru temperatury.

SEM powoduje przepływ prądu (
,
{napięcie kontaktowe} ) ;

nazywamy ja siłą elktromotoryczną. Jej wartość zależy od rodzaju stykających

się metali oraz od różnicy temperatur spojeń.

W praktyce do pomiaru siły termoelektrycznej stosuje się miernik, którego

zaciski, przewody doprowadzające oraz sam ustrój pomiarowy mogą być

wykonane z innych metali niż termopara. Jeżeli w obwód termopary

włączymy inne przewodniki, tak aby dodatkowe spojenia miały ta sama

temperaturę, to siła termoelektryczna nie ulegnie zmianie ( jest to tzw. "prawo

trzeciego metalu" ). Zwykle jako temperaturę odniesienia przyjmuje się

temperaturę 273 K, która łatwo uzyskać wykorzystując mieszaninę wody

z lodem. Aby zabezpieczyć te mieszaninę przed poborem ciepła z otoczenia,

umieszcza się ja wewnątrz naczynia Devara (w termosie).

Część doświadczalna:

1) Cechowanie termopary:

a) zmontowanie układu w/g schematu:

1) woltomierz, 3c) tygiel,

2) kuchenka elektryczna, 4) mieszadło,

3a) naczynie z woda, 5) termometr,

3b) naczynie z lodem i woda, 6) autotransformator,

Tabela pomiarów nr 1 :

Temp. [C]	Napięcie [mV]
27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99	1.222 1.238 1.264 1.298 1.340 1.376 1.424 1.474 1.530 1.588 1.654 1.720 1.782 1.858 1.920 2.004 2.090 2.180 2.258 2.348 2.430 2.522 2.608 2.694 2.788 2.888 2.980 3.080 3.182 3.286 3.384 3.490 3.588 3.690 3.810 3.920 4.030

Tabela pomiarów nr 2 :

Czas [min]	Napięcie [mV]
0.00 0.20 0.40 1.00 1.20 1.40 2.00 2.20 2.40 3.00 3.20 3.40 4.00 4.20 4.40 5.00 5.20 5.40 6.00 6.20 6.40 7.00 7.20 7.40 8.00 8.20 8.40 9.00 9.20 9.40 10.00 10.20 10.40 11.00 11.20 11.40 12.00 12.20 12.40 13.00 13.20 13.40 14.00 14.20 14.40 15.00 15.20 15.40 16.00 16.20 16.40 17.00 17.20 17.40 18.00 18.20 18.40 19.00 19.20 19.40 20.00	4.000 3.724 3.481 3.270 3.076 2.912 2.835 2.794 2.772 2.756 2.753 2.751 2.742 2.732 2.720 2.707 2.690 2.662 2.615 2.530 2.420 2.327 2.249 2.180 2.123 2.070 2.022 1.978 1.940 1.905 1.874 1.843 1.816 1.790 1.765 1.744 1.724 1.703 1.684 1.667 1.652 1.637 1.623 1.611 1.600 1.588 1.576 1.565 1.555 1.545 1.536 1.526 1.518 1.509 1.502 1.495 1.489 1.486 1.484 1.480 1.476

Część obliczeniowa :

I. Do wyznaczenia współczynnika termoelektrycznego [] można użyć jeden

z poniżej przedstawionych wzorów :

1. =
, gdzie E
;

k - stała Boltzmana, h - stała Plancka,

E
- energia Fermiego, m - masa elektronu,

e - ładunek elektronu, V - objętość,

N - liczba eletronow.

2. U

lub U
, gdzie U
- kontaktowa różnica potencjałów.

II. Wyznaczenie temperatury krzepnięcia stopu metalu :

- z wykresu odczytano wartość 2.615mV;

- w przybliżeniu odpowiada to wartości 71.

III. Oszacowanie błędów pomiarowych :

- w ćwiczeniu błędem jest napięcie odpowiadające działce elementarnej

woltomierza [
0.001mV ] oraz wskazania termometru odpowiadające

0.5C.

7

---