I AD

Laboratorium z fizyki

Ćw. Nr 22

Cechowanie termopary

Kubit Rafał

L2

I AD

Laboratorium z fizyki

Ćw. Nr 22

Cechowanie termopary

Maciuła Grzegorz

L2

I. Teoria.

Zjawisko Seebecka - zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej i w konsekwencji tego przepływie prądu elektrycznego w miejscu styku dwóch metali lub półprzewodników o różnych temperaturach, w zamkniętym obwodzie termoelektrycznym.

Odkryte w 1821 roku przez fizyka niemieckiego (pochodzenia estońskiego) Th. J. Seebecka. Zjawisko to jest wykorzystywane m.in. w termoparze.

Siła elektromotoryczna (SEM) - energia elektryczna jaką uzyskuje jednostkowy ładunek elektryczny w źródle prądu elektrycznego. Źródło zwiększa energię elektryczną kosztem energii innego rodzaju.

Źródłami siły elektromotorycznej mogą być generatory elektryczne (prądu stałego i zmiennego), baterie, termopary, fotoogniwa. Siła elektromotoryczna jest często oznaczana przez
. Jednostką siły elektromotorycznej jest volt równy ilości dżuli przypadających na ładunek elektryczny jednego kulomba

Termopara (termoogniwo, termoelement, ogniwo termoelektryczne) to czujnik temperatury wykorzystujący zjawisko Seebecka, będący połączeniem dwóch różnych metali .

Składa się z dwóch różnych metali (drucików), spojonych na jednym końcu (strona pomiarowa). Pod wpływem różnicy temperatury powstaje siła elektromotoryczna zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną na końcach niepołączonych (zimnych) proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy temperaturą spoiny pomiarowej, a temperaturą spoin odniesienia (zimnych, wolnych końców). Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie, którą następnie instalujemy w miejscu pomiaru temperatury. Termopary odznaczają się dużą niezawodnością, dokładnością i elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych warunkach.

Materiały wykorzystywane do budowy termoelementów powinny w miarę możliwości posiadać:

• wysoką temperaturę topnienia,

• dużą odporność na czynniki zewnętrzne,

• małą rezystywność,

• wysoką temperaturę pracy ciągłej,

• mały współczynnik cieplny rezystancji,

• niezmienność parametrów w czasie.

Kontaktowa różnica potencjałów, różnica potencjałów elektr. ustalająca się w stanie równowagi termodynamicznej na styku 2 ciał: metali i/lub półprzewodników;

II. Wykonanie ćwiczenia.

1. Zestawić układ do wyznaczania charakterystyki termopary.

2. Złącza termopary umieścić w mieszaninie lodu z wodą. Temperatury
   i
   winny być takie same i wynosić
   (
   ). Włączyć miliwoltomierz i sprawdzić czy wskazania miernika są zerowe. Podgrzewać kąpiel otaczającą złącze znajdujące się w temperaturze
   . Notować wskazania miliwoltomierza w temperaturze
   , przyjmując
   , jeśli prowadzący nie zleci inaczej. Należy przy tym pamiętać, by temperatura
   nie zmieniała się w czasie - mieszaninę wody z lodem należy mieszać. Szybkość przyrostu temperatury nie powinna być większa od
   , ogranicza to niepewności pomiarowe wynikające z bezwładności układu.

3. Uzyskane wyniki zamieścić w tabeli pomiarowej.

3. Tabelka

				α
[ ]	[ ]	[ ]	[ ]	[ ]	[ ]