КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ТЕРМОЭДС

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Основные формулы.

*Внутренняя контактная разность потенциалов двух металлов

E_f1, E_f2 - энергии Ферми металлов.

· Плотность тока эмиссии в вакууме (формула Дешмана)

С - постоянная, А- работа выхода электрона из металла, k- постоянная Больцмана, Т - температура.

· Количество теплоты выделяющееся или поглощающееся в контактах различных металлов, отличающимися по температуре

U - соответствующая ЭДС, q - количество электричества, прошедшее через контакт.

*Значение термоЭДС для термопары

a - коэффициент , зависящий от материалов, составляющих термопару, Т₁, Т₂ - температуры спаев.

Примеры решения задач.

1. Определить напряженность электрического поля, возникающего в зазоре между пластинами плоского конденсатор одна из которых изготовлена из алюминия, а другая из платины. Пластины соединены между собой медным проводом, длина зазора L=5 мм. Работа выхода электронов из алюминия, меди и платины составляет соответственно 4,25, 4,4 и 5,32 эВ. Как изменится напряженность поля, если алюминиевую и медную пластины закоротить проводом из платины при той же длине зазора?

Решение

Разность потенциалов на концах последовательной разнородной цепи определяется различием в работах выхода электронов из крайних проводников и не зависит от числа и состава промежуточных звеньев. Поэтому в первом случае имеем

E₁ = (A_Al - A_Pt) /eL = -214 В/м.

во втором

E₂ = (A_Al - A_Cu) /eL = -30 В/м

2. Докажите, что термоЭДС термопары, спаи которой имеют температуру T₃ и T₂, является алгебраической суммой двух термоЭДС этой же термопары: одна из них соответствует температурам спаев T₃ и T₂, другая—температурам T₂ иT₁.

Решение

При достаточно большой разности температур обоих спаев термоЭДС можно вычислить по формуле

U_T = ò a_T dT

где a_T_-относительная удельная термоЭДС. В общем cлучае a_T является сложной функцией температуры и термоЭДС можно представить в виде U(T₂,T₁) = f(T₂) - f(T₁).

Аналогично, при других температурах спаев

U(T₃,T₁) = f(T₃) - f(T₁)

U(T₃,T₂) = f(T₃) - f(T₂)

откуда U(T₃,T₁) = U(T₃,T₂) + U(T₂,T₁)

Пользуясь этим соотношением, получившим в технике название закона промежуточных температур, можно производить корректировку градуировочных таблиц для термопар, если температура холодного спая в процессе измерений не соответствует

3. При измерении температуры в печи с помощью термопары Pt—(90%Pt+10%Rh) вольтметр показал 7,82 мВ. Температура холодного спая термопары была стабилизирована на уровне 100°С. Пользуясь градуировочной таблицей для данной термопары (табл. 2), определить температуру в печи.

Таблица

Т,^оС	0	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
ТермоЭДС,мВ	0.0	0,11	0,65	1.44	2.33	3.25	4.23	5.24	6.27	7.34	8.47

Решение

Как видно из таблицы, для данной термопары зависимость термоЭДС от разности температур горячего и холодного спаев нелинейна, поэтому

U(T,100) + U(100,0) = U(T,0)

в скобках указаны температуры спаев.

Из таблице находим U(100,0) = 0,65 мВ, тогда U(T,0) = 7,82 + 0,65 = 8,47 мВ. Найденной термоЭДС соответствует температура в печи T = 900°С.

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!