Lab 1

• Termoogniwo - stanowią dwa różne przewodniki połączone ze sobą w sposób

  
• Siła termoelektryczna - różnica potencjałów występuje, gdy dwa punkty łączenia przewodników mają różną temperaturę. Jej wartość zależy od rodzaju przewodników oraz od różnicy temperatury.

  $epsilon =$$a1(T-T0)+$$a2(T-T0)^2$
• a1 i a2 - współczynniki termoelektryczne
• Zjawisko Seebecka - zjawisko termoelektryczne polegające na powstaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa półprzewodniki, gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach.
• Poziomy energetyczne w metalach - atomy w ciałach stałych są blisko siebie i ich zewnętrzne powłoki elektronowe się przykrywają i elektrony mogą między nimi przechodzić.
• Praca wyjścia - energia wiązania elektronów w metalach. Zazwyczaj wielkości kilku elekronovoltów.
• Poziom Fermiego - wielkość zależna od wielkości elektronowych ciała dla metali jak energia najwyższego poziomu obsadzonego elektronami w temperaturze 0K.

  $Ef=$$Ef0[1-pi^2/12(kT/Ef0)^2]$
• Termoemisja - w każdej temperaturze istnieje pewna liczba elektronów, które mają energię kinetyczną wystarczającą do wyjścia poza powierzchnię metali. Te elektrony tworzą tzw prąd termoemisji skierowany prostopadle do powierzchni metali.
• Prawo Richardsona - Dushmana - określa gęstość prądu termoemisji.

  $jA =$$AT^2e^-WA/kT$

  $jB=$$AT^2e^-WB/kT$
• Napięcie kontaktowe - napięcie powstające w wyniku zetknięcia się dwóch przewodników. Jego wartość jest określona jako:

  $Vk=$$WB-WA/e$
• Zjawisko Thomsona - w przewodniku jednorodnym (bez złączy) powstaje siła termoelektryczna, gdy między jego końcami wytworzymy różnice temeperatur. Jest konsekwencją zależności energii Fermiego od temperatury.
• Zjawisko Peltiera - nazywamy pobieranie lub wydzielanie ciepła podczas przepływu prądu przez złącza metali.
• Termoogniwa pomiarowe


  1. Zbudowane z przewodników o znanym, uprzednio dobrze zmierzonym napięciu termoelektrycznym

  2. Kontakty przewodników, najczęściej w postaci drutu, są spawane lub lutowane

  3. Jeden kontakt umieszcza się w ośrodku o określonej temperaturze To, np. w mieszaninie wody z lodem

  4. Drugi kontakt umieszcza się w miejscu, którego temperature T chcemy zmierzyć

  5. Powstające w obwodzie napięcie mierzymy miliwoltomierzem

  6. Na podstawie zmierzonego napięcia wyznaczamy różnicę Toi nastepnie suma temperature
• Termopara


  Jeden przewód jest zrobiony z czystej platyny, drugi zaś ze stopu 90% platyny i 10% rodu
• Uproszczona wersja termopary


  1. Jedno złącze jest umieszczone w badanym ośrodku

  2. W miejsce drugiego włącza się miernik napięcia

  3. Wskazania miernika odpowiadają różnicy temperatury między ośrodkiem a otoczeniem
• Zalety Termoogniwa


  • Mają bardzo małą pojemność cieplną, mogą być wykonane nawet z najcieńszych drutów, dzięki czemu nadają się do pomiarów temperatury mikroobiektów
  • Miejsca pomiarowe mogą się znajdować w dużych odległościach od wskaźnika
  • Mają bardzo duży zakres mierzonej temperatury (-250+2000°C)
• Pomiar temperatury


  1. Od -200°C do +350°C stosujemy termopary miedź-konstantan

  2. W zakresie 0-1000°C żelazo-konstantan

  3. Do pomiaru temperatury wysokiej, panującej w piecach laboratoryjnych i przemysłowych (do 1700°C) służą termopary, w których jeden przewód jest zrobiony z czystej platyny, drugi zaś ze stopu 90% platyny i 10% rodu