Главная страница
Навигация по странице:

  • Тема: «Изучение явления Зеебека

  • 2. Основные рабочие формулы

  • 5. Вычисляем коэффициенты термо-ЭДС

  • Контрольные вопросы Из каких элементов состоит лабораторная установка, их назначение и взаимодействие

  • Каковы механизмы, обусловливающие возникновения термо-э.д.с. в металлах

  • Почему полупроводниковые термоэлементы имеют значительно большую термо-э.д.с., чем термоэлементы из металлов

  • Чем отличается возможное различие между измеренными значениями коэффициентов термо-э.д.с. и табличными данными для исследованных термопар

    		•

    Эффект Зеебека. Изучение явления Зеебека


    Скачать 0.54 Mb.
    НазваниеИзучение явления Зеебека
    АнкорЭффект Зеебека
    Дата07.11.2022
    Размер0.54 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла3,13.docx
    ТипЛабораторная работа
    #775177

    УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
    Лабораторная работа № 3.13

    Тема:

    «Изучение явления Зеебека»




    Выполнил студент

    Группы 941291

    Неред Н.Ф.


    Проверила:
    Любочко Н.А.







    Минск, 2020
    1. Цель работы:

    а) Изучить явление возникновения термо-э.д.с.

    б) Проградуировать термопары медь-константан и хромель-копель.

    в) Определить коэффициенты термо-э.д.с. для исследуемых термопар.

    2. Основные рабочие формулы:
    Термо-э.д.с. термопары складывается из электродвижущих сил обоих ее спаев. Э.д.с. спая зависит от природы контактирующих веществ и от температуры. Если обозначить ее через ε(Т), то э.д.с. термопары представится разностью
    , где Т1 - температура более нагретого, а Т2 – менее нагретого спаев.
    Производная называется коэффициентом термоэлектродвижущей силы. Коэффициент α ,так же, как и функция ε(T), является характеристикой обоих элементов термопары. На практике это создает определенные неудобства, поэтому условились величину α измерять по отношению к одному и тому же металлу - свинцу. Следовательно, коэффициент α данного металла дает термо-э.д.с. для термопары, у которой одна ветвь из указанного металла, а другая - из свинца. Коэффициент термо-э.д.с. для термопары, составленной из произвольных металлов I и 2 определяется формулой
    α12 = α1−α2 ,
    где α1 и α2 - коэффициенты термо-э.д.с. металлов I и 2 по отношению к свинцу. Для примера приведем значения α для сплавов хромель (α1) и алюмель (α2), широко применяемых в качестве термоэлементов. Для них: α1 = 24 мкВ/°С и (α2)= -38 мкВ/ С.

    Если разность температур более нагретого (Т1) и менее нагретого (T2) спаев невелика, то имеет место линейная зависимость между термо-э.д.с. термопары и разностью температур спаев

    Следовательно, в этом диапазоне температур коэффициент термо-э.д.с. термопары может быть определен по формуле



    3. Схема установки:


    4. Таблица измерений:


    ΔTо C
    I (медь-константан)
    II (хромель-копель)

    30
    0,6
    0,65

    40
    1,2
    1

    50
    1,9
    1,4

    60
    2,6
    1,8

    70
    3,3
    2,4

    80
    4
    2,7

    90
    4,8
    3,2

    100
    5,4
    3,7

    110
    6,3
    4,1

    120
    7
    4,5

    130
    7,7
    4,8


    По полученным экспериментальным данным построим графики зависимости ε (Т ).




    5. Вычисляем коэффициенты термо-ЭДС

    а) Медь-константан = 0,6/30 = 0,02 мв/oC

    б) Хромель-копель = 0,65/30 = 0,032 мв/oC

    6. Вывод:

    В ходе проведения данной работы, нами были изучено явление возникновения термо-ЭДС. Убедились, что термо-ЭДС возникает в электрической цепи состоящей из соединённых проводников, контакты которых находятся при различных температурах. Построили графики зависимости температур и убедились в линейности зависимости ЭДС от температуры. Вычислили коэффициенты термо-ЭДС, сравнили их с табличными данными и убедились в том, что они совпадают.
    Контрольные вопросы


    1. Из каких элементов состоит лабораторная установка, их назначение и взаимодействие?
      Для исследования взяты термопары: МК – медь-константановая, ХК – хромель копелевая. Разность температур между горячим и холодными спаями каждой из термопар создается за счет того, что один спай каждой термопары находится в тепловом контакте с нагревателем (песочной баней), а другой – при температуре окружающей среды. Разность температур между горячим и холодным спаями определяется с помощью измерительной термопары ИТ и пирометрического милливольтметра типа МПП, а термо-э.д.с исследуемых термопар – милливольтметром, подключенным к термопарам МК и ХК.



    1. Каковы механизмы, обусловливающие возникновения термо-э.д.с. в металлах?
      1. Температурной зависимостью уровня Ферми, что приводит к появлению контактной составляющей термоэдс
      2. Диффузией носителей заряда от горячего конца к холодному, определяющей объемную часть термоэдс
      3. Процессом увлечения электронов фононами, который дает еще одну составляющую – фононую



    1. Почему полупроводниковые термоэлементы имеют значительно большую термо-э.д.с., чем термоэлементы из металлов?
      Кинетическая энергия носителей тока в полупроводниках растет с повышением температуры сильнее, чем в металлах. В отличие от металлов в полупроводниках концентрация носителей тока быстро возрастает с температурой. При этом происходит следующий процесс. Носители электричества, электроны или "дырки" диффундируют из более горячей области полупроводника, в которой как их концентрация, так и их кинетические энергии имеют большие значения в области с пониженной температурой, где их концентрации и кинетические энергии меньше. С другой стороны, происходит перемещение носителей тока и в обратном направлении - от холодного конца к горячему.



    1. Чем отличается возможное различие между измеренными значениями коэффициентов термо-э.д.с. и табличными данными для исследованных термопар?
      Погрешностью прибора.

    написать администратору сайта