Описание установки

На рисунке 4 приведена электрическая схема экспериментальной установки. Провод Х изготовлен из хромеля, А – из алюмеля. В разорванную часть провода А включены микроамперметр и магазин сопротивлений. Первый спай помещён в сосуд с водой, температура Т₁ которой в течение опыта не изменяется. Второй спай помещают в сосуд с водой, подогреваемый электроплиткой. При нагревании в спаях возникает термоэлектродвижущая сила, которая создаёт в цепи ток, измеряемый микроамперметром.

Если в магазине R установить сопротивление равное нулю, то термоЭДС создаст в цепи ток, равный

, (9)

где R₀ – общее сопротивление микроамперметра, термопары и подводящих проводов.

Если, не изменяя температуры спаев, в магазине R установить сопротивление R, то ток станет равным

, (10)

Исключив из полученных уравнений (9) и (10) сопротивление R₀, найдём термо-ЭДС:

e = . (11)

Порядок выполнения измерений

1. Собрать цепь согласно рис. 2. В магазине R установить сопротив-ление, равное нулю.

2. Включить электроплитку.

3. Снять показания микроамперметра I₁ при R = 0 и I₂ при заданном значении R при температурах от 20 С до 100 С через каждые 10 С.

4. Результаты измерений занести в разработанную таблицу.

Обработка результатов измерений

1. По формуле (11) вычислить значения термо-ЭДС в заданном интервале температур и занести в разработанную таблицу.

2. Зависимость ε_т = С·(T₁ – T₂) обработать методом наименьших квадратов и определить постоянную термопары С как угловой коэффициент этой зависимости.

3. Построить график ε_т = f(ΔT) – градуировочный график термопары в заданном интервале температур, указав коэффициент корреляции.

Контрольные вопросы

1. Что мешает свободному выходу электронов из металла?

2. Какими причинами обусловлена контактная разность потенциалов?

3. Почему контактная разность потенциалов зависит от температуры?

4. Как возникает термоЭДС?

5. Что такое постоянная термопары? Каков её физический смысл?

6. Где находят применение термопары?

Приложение

Таблица 1

№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
№ резисторов	1,2	3,4	5,6	7,8	9,10	10,2	9,3	8,4	7,5	6,4	5,9	3,7

Таблица 2

№ п/п	Сопротивления R, Ом
1	1, 3, 5, 6, 7, 9, 11
2	2, 4, 6, 8, 10, 11, 12
3	1, 3, 4, 6, 8, 9, 10
4	2, 3, 5, 7, 9, 10, 12
5	1, 2, 5, 6, 8, 9, 11
6	2, 4, 6, 8, 9, 10, 12

Таблица 3

№ п/п	Сопротивления R2, Ом
1	2500, 2700, 3000
2	2400, 2600, 2800
3	2600, 2700, 3100
4	2700, 2900, 3200
5	3000, 3200, 3300
6	2800, 3000, 3200