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W 1 6. 1 1. 2 0 0 7 T e m a t: S k a l o w a n i e t e r m o p a ry. 1 . W s t p 1 . 1 O b j a[ ni e ni e z a g a d n i eD t e o r e t y c z n y c h Te r m o p a r n a z y w a m y e l e m e n t z b u d o w a n y z d w c h r |n y c h m e t a li l u b p Bp r z e w o d n i k w. D z iki t a ki ej k o n s t r u k c ji g d y t e m p e r a t u r a p oBc z o n y c h m e t a li j e s t r | n a n a ic h s t y k u p o w s t a j e siB a t e r m o e l e k t r y c z n a (E).Pr o c e s t e n n o s i n a z w z j a w i s k a S e e b e c k a , siB a e l e k t r o m o t o r y c z n a j e st w y n i ki e m z a l e| n o[ ci k o n t a k t o w e j r | ni c y p o t e n cj aB w o d t e m p e r a t u ry. N a p ici e k o n t a k t o w e p o w s t aj e w s k u t e k d y f u zji p r z e z p o w i e r z c h n i k o n t a k t u e l e k t r o n w o d j e d n e g o m a t e ri aB u d o d r u g i e g o. W e f e k c i e p r z y p o w i e r z c h n i s t y k u w m a t e ri al e p o s i a d ajc y m m n i ej s z k o n c e n t r a cj e l e k t r o n w p o w s t aj e ic h n a d m i ar, p o p r z e c i w n e j s t r o n i e s t y k u w d r u g i m m a t e ri al e n i e d o b r. R | ni c a j e st t y m w i k s z a, i m w y| s z a j e s t t e m p e r a t u r a s t y k u b o w t e d y sil ni ej s z a j e s t d y f u zj a e l e k t r o n w p r z e z s t y k a c o z a t y m i d zi e w ik s z a s iB a t e r m o e l e k t r y c z n a . K r z e p n ici e j e s t t o p r o c e s p r z e c h o d z e n i a z s t a n u ci e kB e g o w s t a n s t aB y i j e st z w iz a n e z p r z e m i a n a f a z o w p i e r w s z e g o r o d z a j u . P o d c z a s k r z e p n i ci a w y d z i el a n e j e s t ci e pB o k r z e p n ici a b e z z m i a n y t e m p e r a t u r y ci aB a . T e m p e r a t u r w k t r ej t e n p r o c e s z a c h o d z i n a z y w a m y t e m p e r a t u r k r z e p n ici a c i aB a . 1 . 1 . 2 P r z e b i e g w y k o n y w a n e g o  wi c z e n i a C h c c z m i e r z y siB e l e k tr o m o t o r y c z n p o dBc z yli[ m y d o t e r m o p a r y w o l t o m i e r z t a k j a k n a n i| ej p o k a z a n y m r y s u n k u . S k a l o w a n i e t e r m o p a r y p r z e b i e g aB o w n a s t p ujc y s p o s b .J e d e n z k oD c w t e r m o p a r y u m i e[cili[ m y w m i e s z a n i ni e l o d u z w o d o t e m p e r a t u r z e w p r z y b li| e ni u r w n e j 0 C (te m p e r a t u r a o d ni e si e n i a T 1) . D r u g i k o n i e c t e r m o p a r y u m i e s z c z o n o w n a c z y n i u z w o d k t r e g o t e m p e r a t u r (T2) m o g li[ m y o d c z y t y w a o r a z z m i e n i a w s p o s b k o n t r ol o w a n y . N a s t p ni e p o d g r z e w a li[ m y w o d i o d c z y t y w a li[ m y w a r t o[ siBy t e r m o e l e k t r y c z n e j c o d w a s t o p n i e C e l sj u s z a. P o z a k oD c z e n i u p o m i a r w s p o r z d z o n o w y k r e s z a l e| n o[ ci U = f(t) , o r a z o b li c z o n o w s p B c z y n n i k a t e r m o e l e k tr y c z n y  . O z n a c z a o n w a r t o[ s iBy t e r m o e l e k t r y c z n e j d l a t e r m o p a r y w y k o n a n e j z d a n e j p a r y m e t a li p r z y r | ni c y t e m p e r a t u r m i e d z y s p o j e n i a m i r w n e j 1 K . A b y w y z n a c z y t e m p e r a t u r k r z e p nici a s t o p u m e t a l u r o z g r z a li[ m y s t o p d o t e m p e r a t u r y w k t r ej u z y s k aB o n s t a n pB y n n y . N a s t p ni e u m i e[ cili[ m y w t y gl u t e r m o p a r . W c z a si e s c hB a d z a n i a s t o p u o d c z y t y w a li[ m y w a r t o[ n a p ici a n a t e r m o p a r z e c o 2 0 s e k u n d . N a p o d s t a w i e p o m i a r w s p o r z d z o n o w y k r e s z a l e| n o[ ci U = f() , z k t r e g o o d c z y t a n o w a r t o[ ci t e m p e r a t u r y k r z e p n ici a. Rysunek 1: zrdBo www.wilkipedia.org T 1  k o n i e c t e r m o p a r y u m i e s z c z o n y w m i e s z a n i ni e l o d u z w o d o T 2  p o m i a r o w y k o n i e c t e r m o p a r y A  m e t a l A B  m e t a l B V  w o lt o m i e r z 1 . 3 S p i s p r z y r z d w I. K u c h e n k a e l e k t r y c z n a II. M i e r ni k t e m p e r a t u r y III. N a c z y n i e d o p o d g r z e w a n i a w o d y IV. T e r m o s V. T e r m o p a r a V I. T y gi el z e s t o p e m W o o d a ( 5 0 % B i, 2 5 % P b, 1 2, 5 % C d ., 1 2, 5 % S n ) V I I. S t o p e r V I I. W o l t o m i e r z ; U = (1 % + 2 d g t) 2. W y n i ki p o m i a r w 2. 1 S k a l o w a n i e t e r m o p a r y lp t t U U   / C C mV mV mV/deg mV/deg 1 21 0,1 0,745 0,010 2 23 0,1 0,822 0,010 3 25 0,1 0,885 0,011 4 27 0,1 0,970 0,012 5 29 0,1 1,055 0,013 6 31 0,1 1,142 0,014 0,04480 0,0001 0,0023 7 33 0,1 1,225 0,015 8 35 0,1 1,318 0,015 9 37 0,1 1,408 0,016 10 39 0,1 1,496 0,017 11 41 0,1 1,585 0,018 12 43 0,1 1,682 0,019 13 45 0,1 1,779 0,02 lp t t U U   / C C mV mV mV/deg mV/deg 14 47 0,1 1,850 0,021 15 49 0,1 1,951 0,022 16 51 0,1 2,035 0,023 17 53 0,1 2,121 0,024 18 55 0,1 2,217 0,025 19 57 0,1 2,303 0,026 20 59 0,1 2,413 0,027 21 61 0,1 2,489 0,028 22 63 0,1 2,582 0,028 23 65 0,1 2,662 0,029 24 67 0,1 2,760 0,03 0,0448 0,0001 0,0023 25 69 0,1 2,845 0,031 26 71 0,1 2,933 0,032 27 73 0,1 3,029 0,033 28 75 0,1 3,120 0,033 29 77 0,1 3,201 0,034 30 79 0,1 3,293 0,035 31 81 0,1 3,385 0,036 32 83 0,1 3,481 0,037 33 85 0,1 3,575 0,038 34 87 0,1 3,671 0,039 35 89 0,1 3,780 0,04 2.2 W y z n a c z a n i e t e m p e r a t u r y s t o p u. lp  U U lp  U U s mV mV s mV mV 1 20 3,520 0,037 7 140 2,650 0,029 2 40 3,332 0,035 8 160 2,592 0,028 3 60 3,151 0,033 9 180 2,560 0,028 4 80 2,991 0,032 10 200 2,523 0,027 5 100 2,853 0,031 11 220 2,501 0,027 6 120 2,737 0,030 12 240 2,486 0,027 lp  U U lp  U U s mV mV s mV mV 13 260 2,475 0,027 42 840 1,908 0,021 14 280 2,473 0,027 43 860 1,886 0,021 15 300 2,469 0,027 44 880 1,873 0,021 16 320 2,469 0,027 45 900 1,849 0,021 17 340 2,464 0,027 46 920 1,829 0,021 18 360 2,459 0,027 47 940 1,813 0,020 19 380 2,450 0,027 48 960 1,795 0,020 20 400 2,445 0,027 49 980 1,784 0,020 21 420 2,445 0,027 50 1000 1,775 0,020 22 440 2,441 0,027 51 1020 1,766 0,020 23 460 2,438 0,027 52 1040 1,753 0,020 24 480 2,428 0,027 53 1060 1,744 0,019 25 500 2,425 0,027 54 1080 1,741 0,019 26 520 2,422 0,027 55 1100 1,741 0,019 27 540 2,440 0,027 56 1120 1,720 0,019 28 560 2,428 0,027 57 1140 1,719 0,019 29 580 2,420 0,027 58 1160 1,687 0,019 30 600 2,406 0,026 59 1180 1,675 0,019 31 620 2,394 0,026 60 1200 1,655 0,019 32 640 2,374 0,026 61 1220 1,643 0,019 33 660 2,364 0,026 62 1240 1,618 0,019 34 680 2,330 0,026 63 1260 1,605 0,018 35 700 2,267 0,025 64 1280 1,588 0,018 36 720 2,203 0,024 65 1300 1,550 0,018 37 740 2,144 0,024 66 1320 1,540 0,018 38 760 2,094 0,023 67 1340 1,540 0,018 39 780 2,048 0,023 68 1360 1,526 0,018 40 800 2,014 0,022 69 1380 1,511 0,017 41 820 1,954 0,022 70 1400 1,502 0,017 D a n e u z y s k a n e n a p o d s t a w i e o b li c z eD w p u n k c i e 3.4 Tk Uk Uk Tk Tk Tk mV mV C C 2,422 0,027 54,10 0,03 5,54"10-4 3. O p r a c o w a n i e w y n i k w p o m i a r w 3. 1 W y k r e s z a l e| n o[ ci U = f(t) 4 ,0 3 ,5 3 ,0 2 ,5 2 ,0 1 ,5 1 ,0 0,5 0,0 -0,5 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 T [deg] 3.2 W y z n a c z e n i e w s p B c z y n n i k a  t e r m o p a r y D o w y z n a c z e n i a w s p B c z y n n i k a t e r m o e l e k tr y c z n e g o p o sB u| o n o si r e g r e sj li ni o w s t o s u jc m e t o d n a j m n i ej s z y c h k w a d r a t w. W e dB u g t ej m e t o d y w s p B c z y n n i ki p r o s t ej U = tB o p i s a n e s w z o r a m i. n n n n n n n n n 2 n ti U - ti U t2 U - ti tiU " " " " " " " i i i i i )# *# )# *# =n t2- ti " " i i=1 i =1 i=1 i=1 i=1 i =1 i=1 i=1 i=1 = B= U [mV] BBd t ej m e t o d y j e s t o k r e[l o n y w z o r a m i : n n 2 U - ti-B2 " "t g d z i e : i i n i =1 =u B=u i=1 u= n-2 D l a o b li c z o n y c h w a r t o[ci : n n n 2 t2 = 120155 C 2 ti = 3705625 C 2 ti = 1925 C " " " i i=1 i=1 i=1 n n U = 77,808 mV U ti = 4919,06 mV C " " = 499800 mV 2 i i i=1 i=1 W s p B c z y n n i ki f u n k cji li ni o w e j p r z yj m u j w a r t o[ ci : mV mV = 0,044791 = 0,0448 B = -0,24043 mV = -0,241 mV deg deg mV B = 0,007 mV = 0,0001 deg mV =0,0448"0,0001 B=-0,250"0,007 mV deg 3.3 W y k r e s z a l e| n o[ ci U = f() 4 ,0 3 ,5 3 ,0 2 ,5 2 ,0 1 ,5 1 ,0 0 ,5 0 ,0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0  [s] 3.4 T e m p e r a t u r a k r z e p n ici a s t o p u W o o d a O d c z y t a n a z w y k r e s u w a r t o[ s iBy t e r m o e l e k tr y c z n e j d l a t e m p e r a t u r y k r z e p n i ci a T K U =2,422 mV s t o p u w y n o s i . J e s t t o w a r t o[ m i n i m u m l o k al n e g o j a k f u n k cj a p r z yj m u j e k w o b r bi e s w o j e g o s t a n u k r z e p n ici a (plat e a u f u n k cji) . W a r t o[ o b li c z o n o k o r z y s t ajc z w z o r u : U 2,422 mV k T = = 54,07 C T = k k mV 0,0448 deg T k T k mV U = 0,027 mV T = U k = 0,0001 k k U deg k U 2,422mV 1 1 mV k T = U = "0,027mV "0,0001 = 0,022 C k k 2 mV deg 2 mV 0,0448 0,0448 deg deg T =54,10"0,03 C k U [mV] 4. W n i o s ki W y n i ki p o m i a r w u z y s k a n y c h w  wi c z e n i u b yB y o b a r c z o n e s z e r e g i e m bBd w . W y s t p o w aB y bBd y w y n i k ajc e z z a s t o s o w a n y c h p r z y r z d w c z yli bBd w o l t o m i e r z a U = 0,001 mV t = 0,01  C o r a z bBd m i e r ni k a t e m p e r a t u r y . W s p B c z y n n i k t e r m o e l e k t r y c z n y w y z n a c z o n o n a p o d s t a w i e r e g r e s ji li ni o w e j i w y n o s i o n: mV =0,0448"0,0001 deg , a f u n k cj a li ni o w a o k r e[l o n a j e s t w z o r e m : U = 0,0448 t-0,25 , w i d a z e t e o r e t y c z n a z a l e| n o[ U = t d l a t e m p. o b n i e s i e ni a r w n e j 0 C n i e j e st w t y m p r z y p a d k u s p eB ni o n a . N a j p r a w d o p o d o b n i ej j e st t o s p o w o d o w a n e t y m z e t e m p e r a t u r a o d n i e s i e ni a n i e b yB a i d e a l ni e r w n a t e m p e r a t u r z e 0 C , l u b t e z w pB y w e m i n n y c h c z y n n i k w z e w ntr z n y c h. D y s p o n u jc w y k r e s a m i z a l e| n o[ ci n a p ici a t e r m o e l e k t r y c z n e g o o d c z a s u z a u w a| o n o c h a r a k t e r z j a w i s k a k r z e p n ici a d l a b a d a n e g o s t o p u. W a r t o[ n a p ici a t e r m o e l e k t r y c z n e g o k t r e j e st r w n o w a| n e z t e m p e r a t u r a k r z e p n ici a o d c z y t a n o z w y k r e s u , j e st t o w a r t o[ m i n i m a l n a f u n k cji w o b r bi e j ej p l a t e a u i w y n o s i U = 2,430"0,027 mV T =54,10"0,03 C k k o n a . U z y s k a n a w a rt o[ t e m p e r a t u r [ wi a d c z y o t y m z e m i e li[ m y d o c z y n i e n i a z s t o p e m Bat w o t o pli w y m . N a p o d s t a w i e w y k r e s u U = f() m o| n a s t w i e r d z i |e d o kB a d n o[ p o m i a r u w pB y w aB a lic z b a i c z st o[ p o m i a r w , o r a z s t aB e o d p r o w a d z a n i e ci e pB a u kB a d u . N a s t o s u n k o w o pB a s ki k s z t aBt c h a r a k t e r y s t y ki p o z a k oD c z e n i u k r y s t ali z a cji w pB y nBo n i e r w n o m i e r n e o d p r o w a d z a n i e ci e pB a z b a d a n e g o u kB a d u .

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