Meghatározása állandó hőelem

1. Tanulmány a kapcsolati jelenségek két eltérő fém.

2. A tanulmány a termoelektromos hatás.

3. Tanulmány mérésére szolgáló módszert a hőmérséklet különbség két test egy érzékelő.

A szabad elektronok a fém vannak véletlenszerű mozgásban. Ezek azonban nem jön ki belőle, mert ha elhagyja a fémfelületet egy elektron negatív töltést hordoz. Ez vezet az a tény, hogy a fém a hely, ahol a felszabaduló elektronok válik pozitív töltésű, és a hatalom iránti vonzódása tartja az elektron a felszín közelében. Emiatt, van egy finom elektron felhő között a fém és a környező térben, amelyek együtt a pozitív töltésű fémionokkal képeznek egy elektromos kétrétegű kondenzátor ilyen nagyon vékony.

Job bemutatása, amely szükséges ahhoz, hogy egy elektron leküzdeni a potenciális akadályt, és eléri a felület a fém munka funkciót nevezik. feszültségkülönbség # 916; # 966; az elektródák között egy ilyen kondenzátor az úgynevezett kimeneti potenciál, a felületi potenciál hirtelen vagy a kapcsolati közötti potenciálkülönbséget a fém és a környezet és a

ahol e - elemi töltés.

Az 1. ábra egy diagram, az energia szintje a vezetési sáv 0 C-on, minden egyes energiaforrás szinten, a Pauli-elv, két elektront. A legnagyobb energia rendelkeznek elektronok közel a Fermi szint EF. Ha E0 - a mélység a potenciális is, a kilépési munka A. vagyis a legalacsonyabb energiát kell közölt egy elektron, hogy távolítsa el a fém, egyenlő:

A munka funkciója függ a fém fajtájától, állapot (tisztaság) és annak felületén, bár némileg, a hőmérséklettől. Amikor két eltérő fémek elektron energia megfelelő Fermi szintek a két fém egyenlővé vált annak a ténynek köszönhető, hogy néhány, a elektronok a fémmentes 1 bevételt alacsonyabb energiaszinten a fém 2 (ábra. 2). Fém 1 közelében a kapcsolati töltés pozitív töltés, és a fém 2 - negatív. A potenciális különbség a pont a felszín közelében túl U12 = # 966; 2 - # 966; 1 nevezzük egy külső érintkező potenciál különbség, és a potenciális különbség a belső fém érintkezői közelében pontok

Ez az úgynevezett belső kapcsolati potenciál különbség.

1777-ben az olasz fizikus A. Volta kísérletek eredményeként az alábbi két törvény:

2. A potenciális különbség a végén a nyitott áramkör áll több, egymással sorozatosan összekötött fém vezetők, amelyek ugyanazon a hőmérsékleten, függetlenül a jelenléte közbenső vezetékek és egyenlő az érintkező potenciális különbség eredő közvetlen érintkezés terminál vezetékek.

Egy klasszikus szempontból egyik oka az érintkező potenciális különbség magyarázható koncentrációjának változtatásával a szabad elektronok a n különböző fémek. Hagyja n1> n2 (lásd. Ábra. 3.), ahol n1. n2 - a koncentráció a szabad elektronok az első és második fémek távol a kapcsolattartó pontok. Jelölje az érintkezési zónában fém vékonyréteg vastagsága, és kiszámítja a dx elektron gáznyomás pad dS. a klasszikus képlet nyomású gáz kapcsolatot, és a koncentrációja a molekulák

ahol p - nyomás, k - Boltzmann állandó T - abszolút hőmérséklet.

a nyomás közötti különbség a jobb és bal oldalán a réteg dx:

ahol dn - változása az elektron koncentrációja a rétegben dx.

Az erő a nyomást a terület DS:

A nyomóerő kompenzálja az elektromos erő

ahol a dq - átlépte a terület dS töltés miatt a drift szabad elektronok; E - intenzitása az elektromos mező a rétegben dx.

Tekintettel arra, hogy. a. kapjuk:

ahol d # 966; - a különbség a potenciálok dx rétegben.

Egyenlővé (4) és (5), megkapjuk:

Ha teszünk egy zárt áramkör két eltérő fém (ábra. 4), akkor lehet tekinteni, mint egy láncot, amely két E1 és E2 EMF. egymás felé irányított. A szerepe ezeknek EMF elvégzi kapcsolati potenciál különbség keletkezett a helyszínen találkozásánál ezeket a fémeket.

Az áram az Ohm törvénye egyenlő lesz

ahol R - ellenálláshuzalok. Ha a csomópont hőmérséklete azonos, az E2 - E1 = 0 és I = 0.

Ha. akkor áram folyik át az áramkört. Ezt a jelenséget fedezte fel 1821-ben, Seebeck és így az ő nevét viseli. ThermoEMF hőelem lehet kiszámítani az expressziós (6) a csomópontok található hőmérsékleten T1 és T2 (ábra. 4)

Érték kijelölése és az úgynevezett állandó hőelem.

Ha a nagysága a hőmérséklettől való függése elhanyagolható,

A hőelemek mérésére használt hőmérséklet-különbség. Ha két különböző anyagú vezetőn forrasztani a végén (varrat, csatlakoztassa, stb) egymással és a másik két szabad végét csatlakoztatott terminálok a mérőkészülék, a mennyiség fogja meghatározni termoelektromos találkozásánál hőmérséklet-különbség mérő eszközt és a terminál, jellemzően szobahőmérsékleten. A vezetékek úgy választjuk meg, hogy egy bizonyos hőmérséklet-tartományban nem függ a hőmérséklettől. Constant egy ilyen hőelemek szükséges meghatározni ebben a vizsgálatban.