Термоэлектрические термометры. Термоэлемент    

    Электродвижущая сила, возникающая при контакте между различными металламиРазличные металлы содержат разное число свободных электронов на единицу объема. Представим, что в металле А это число равно n1 м-3, а в металле В -  n2 м-3. Когда А и В приведены в соприкосновение так, чтобы электроны могли свободно двигаться от одного к другому (см. рис.), то происходит перераспределение электронов между металлами до тех пор, пока их число на единицу объема в металлах А и В не будет одинаковым, скажем, n.

    Таким образом, если А теряет электроны, то он приобретет в конечном итоге положительный заряд, и если В приобретает электроны, то станет отрицательно заряженным. Так в месте контакта возникает электродвижущая сила. Будет ли проходить ток в цепи, зависит от того, что происходит на других концах проводников А и В.

    ТермопараЯсно, что эти концы должны быть соединены или непосредственно, или с помощью другого проводника. Заряд в цепи будет протекать только в том случае, если две нары концов будут находиться при разной температуре. Возникающая электродвижущая сила неестественно, сила тока зависят от температурного интервала. Медные соединительные провода не оказывают влияния на электродвижущую силу.

    Таким образом, одна пара спаянных концов помещена в то место, где измеряется температура, другая пара концов находится на удалении от места измерения и соединена с чувствительным гальванометром. Отклонение стрелки гальванометра пропорционально электродвижущей силе:

    θ = (Еθ - E0) / (Е100 - E0)

    Преимущества термоэлектрического термометра следующие:

    • он имеет низкую теплоемкость и может применяться для измерения колеблющихся температур;
    • он имеет очень большой диапазон: от —200 °С до 1500 °С в зависимости от металлов, образующих термопару;
    • он может измерять температуру в точке.

    И термопара, и термометр сопротивления могут использоваться лишь в определенном диапазоне температур. Это диапазоны, в которых действуют законы изменения сопротивления и электродвижущей силы с температурой. За пределами этих диапазонов температур, различных для разных металлов, показания термопар и термометров сопротивления перестают быть верными.

     

    Термоэлемент

     

    Термостолбик - чувствительный элемент теплового излученияЧувствительный детектор теплового излучения, называемый термостолбиком, может быть сделан из серии термопар (этот прибор использовался нами для определения излучения сторонами куба Лесли). Полоски двух металлов соединены попеременно в одну полосу (рис., а), которая намотана на непроводящую рамку так, что половина соединений находится на одной стороне, а другая — на другой (рис., б). Одна сторона с соединениями покрашена в черный цвет для поглощения радиации и более быстрого нагрева. Остальные соединения остаются холодными. Рамка помещена в вершине конуса (рис., в) так, чтобы излучение концентрировалось на черной поверхности.

    Свободные концы термопар соединены с чувствительным гальванометром. Поскольку используется серия термопар, то электродвижущие силы складываются и соответственно отклонение стрелки гальванометра увеличивается. Этот прибор настолько чувствителен, что реагирует на излучение зажженной на некотором отдалении от него спички.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved