Шта је термоелемент и како функционише

Термопарови постоје због такве појаве као што је разлика у потенцијалним контактима. Ако су два различита чврста проводника или полуводичи блиски међусобно повезани, тада се у близини места њиховог контакта формирају одвојени електрични набоји. У том случају ће се на спољним крајевима ових проводника појавити потенцијална разлика. Ова потенцијална разлика бит ће једнака разлици у радној функцији за сваки метал подијељена с набојем електрона

Јасно је да ако затворите такав пар у прстен, тада ће резултирајући ЕМФ бити нула, али ако је с једне стране и даље отворен, тада ће бити прави ЕМФ, у распону од десетине волта до јединица волти, овисно о томе ово је за материјале.

Наравно, није могуће измерити разлику контактног потенцијала волтметром, али ће се манифестовати на карактеристици напона струје, на пример, манифестује се у транзистору и у диоди на п-н спајању.

Дно црта је да када, на пример, два метала дођу у контакт, систем излази из равнотеже јер хемијски потенцијали ова два метала нису једнаки једни другима, као резултат, електрони се дифузују у правцу смањења своје енергије, што заузврат доводи до промене набоја и електрични потенцијал метала у контакту. Тако у региону блиског контакта почиње раст електричног поља и као резултат тога имамо оно што имамо.

Ако сада поново размотримо ова два проводника од различитих метала, само затворена у прстену, када укупни емф у затвореном кругу постане нула, тада добијамо два контактна места. Назваћемо та места чвориштима.

Дакле, постоје два споја два различита проводника. Шта ако покушате да загрејете један од спојница, а други оставите на собној температури? Очигледно је да су спојени метали различити и да постоји разлика у потенцијалу контакта у сваком споју, спојеви ће на различитим температурама доживети различита одступања ЕМФ-а.

Експеримент доказује да ће разлика између спојева бити пропорционална разлици њихових температура, тако да можете да унесете коефицијент пропорционалности, који се назива термо-ЕМФ. За различите термопарове, термо-ЕМФ ће бити различит.

Ако се напон измери у контексту таквог прстена, тада ће се у одређеном температурном опсегу показати готово строго пропорционалан температурној разлици спојница. Чак и ако оставите само један спој (као на слици) и загрејете га само и измерите напон између два краја која се налазе на истој собној температури, и даље можете да нађете врло јасну зависност ЕМФ-а од тренутне температуре спајања. Овако раде термопарови.

Описани феномен односи се на термоелектричност, а сам ефекат, на основу којег раде сви термопарови, назива се Сеебецк ефекат, у част свог откривача - Тхомаса Сеебецка. Данас се можете срести са индустријским термоелементима, у којима су, у зависности од захтеваног измереног температурног опсега, електроде израђене од посебно одабраних легура.

На пример, термопарови направљени од легура кром и алумела имају коефицијент термо-емфуса од 40 микроволта по ° Ц и дизајнирани су за мерење температура у опсегу од 0 до + 1100 ° Ц. Пар бакра-константана, толико популаран као демонстрацијски алат, омогућава вам да мерите температуре од -185 до + 300 ° Ц.

Његов термо-ЕМФ снажно овиси о специфичној температурној разлици, па је за процјену његових параметара прикладно користити таблицу, на примјер, при температури хладног споја од 0 ° Ц, при температурној разлици од 100 степени, потенцијална разлика пара бакра-константана бит ће приближно 4,25 мВ.