Apakah termokopel dan bagaimana ia berfungsi

Thermocouples wujud kerana fenomena tersebut sebagai perbezaan potensi kenalan. Jika dua konduktor pepejal atau semikonduktor yang berbeza dibawa rapat antara satu sama lain, maka dipisahkan caj elektrik di sekitar tempat hubungan mereka. Dalam kes ini, di hujung luaran konduktor ini perbezaan potensi akan berlaku. Perbezaan potensi ini akan sama dengan perbezaan fungsi kerja bagi setiap logam yang dibahagikan dengan caj elektron

Sudah jelas bahawa jika anda menutup pasangan itu ke dalam cincin, EMF yang dihasilkan akan sifar, tetapi jika di satu pihak ia masih dibiarkan terbuka, maka akan ada EMF yang sebenar, mulai dari sepuluh volt hingga satuan volt, bergantung pada apa yang ini adalah untuk bahan-bahan.

Sudah tentu, tidak mungkin untuk mengukur perbezaan potensi hubungan dengan voltmeter, bagaimanapun, ia akan nyata pada ciri-voltan semasa, contohnya, ia menyatakan dirinya dalam transistor dan dalam diod pada simpang p-n.

Intinya adalah apabila apabila, sebagai contoh, kedua-dua logam bersentuhan, sistem keluar dari keseimbangan kerana potensi kimia kedua-dua logam ini tidak sama dengan satu sama lain, sebagai akibatnya, elektron meresap ke arah menurunkan tenaga mereka, yang seterusnya menyebabkan perubahan yang dikenakan dan potensi logam yang dihubungi. Oleh itu di rantau berdekatan, pertumbuhan medan elektrik bermula, dan akibatnya, kita mempunyai apa yang kita ada.

Jika sekarang kita menganggap kedua-dua konduktor ini logam yang berlainan, hanya tertutup dalam gelang, apabila jumlah emf dalam litar tertutup menjadi sifar, maka kita akan mendapat dua tempat hubungan. Kami akan panggil persimpangan tempat ini.

Oleh itu, terdapat dua simpang dua konduktor yang berbeza. Bagaimana jika anda cuba memanaskan salah satu persimpangan, dan meninggalkan yang kedua pada suhu bilik? Jelasnya, kerana logam yang bersambung berbeza, dan terdapat perbezaan potensi hubungan pada setiap sendi, persimpangan akan mengalami penyelewengan EMF yang berlainan pada suhu yang berbeza.

Percubaan membuktikan bahawa perbezaan potensi di antara persimpangan akan berkadar dengan perbezaan suhu mereka, supaya anda dapat memasangkan pekali kekompadan yang termo-EMF. Untuk termokopel yang berbeza, thermo-EMF akan berbeza.

Sekiranya voltan diukur dalam konteks cincin sedemikian, maka dalam julat suhu tertentu, ia akan hampir berkadaran dengan perbezaan suhu persimpangan. Dan jika anda hanya meninggalkan satu persimpangan (seperti dalam angka), dan hanya memanaskannya, dan mengukur voltan di antara dua hujung yang terletak pada suhu bilik yang sama, anda masih boleh mencari kebergantungan yang sangat jelas terhadap EMF pada suhu persimpangan semasa. Inilah cara kerja termokopel.

Fenomena yang dijelaskan merujuk kepada termoelektrik, dan kesan itu sendiri, berdasarkan yang semua kerja termokopel berfungsi, dipanggil Kesan Seebeck, untuk menghormati penemuannya - Thomas Seebeck. Hari ini anda boleh mencari termokopel perindustrian, di mana, bergantung kepada julat suhu yang dikehendaki, elektrod dibuat daripada aloi yang dipilih khusus.

Contohnya, termokopel yang diperbuat daripada aloi chromel dan alumel mempunyai pekali termo-emf sebanyak 40 mikrovol per ° C, dan direka untuk mengukur suhu dalam julat dari 0 hingga 1100 ° C. Sepasang tembaga-constantan, begitu popular sebagai alat demonstrasi, membolehkan anda mengukur suhu dari -185 hingga + 300 ° C.

Oleh itu, thermo-EMF sangat bergantung kepada perbezaan suhu tertentu, oleh itu, untuk menilai parameternya, mudah untuk menggunakan jadual, contohnya, pada suhu persimpangan sejuk 0 ° C, pada perbezaan suhu 100 darjah, perbezaan potongan pasangan tembaga-constantan adalah kira-kira 4.25 mV.