Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2) - 8 стр.

UptoLike

8
Зависимость ТЭДС от разности температур
спаев позволяет использовать термопары в
качестве термоэлектрических термометров. С
этой целью составляется цепь, изображенная на
рис.6. Спай b термопары, составленной из
проводников 1 и 2 (на рис.6 они показаны разной
толщины), поддерживается при постоянной
известной температуре T
b
(например, при
температуре тающего льда или комнатной
температуре). Спай a помещается в среду,
температура T
a
которой подлежит измерению.
Зная постоянную с данной термопары и
измеряя гальванометром Г термоэлектродвижущую силу
ε
, рассчитывают
температуру T
a
.
Обычно шкалу гальванометра градуируют непосредственно в градусах .
Термоэлектрический термометр обладает существенными преимуществами перед
ртутным. Он очень чувствителен, имеет малую температурную инерцию,
применим в широком диапазоне температур , позволяет измерять температуру
малых объемов среды (практически точек среды ). Кроме того , он допускает
дистанционные измерения, т .е . определение температуры объекта,
расположенного на большом расстоянии от места измерения или недоступного
для непосредственного измерения.
Описание схемы
и метода измерения термоэлектродвижущей силы
В данной лабораторной работе термопара состоит из двух разнородных
проволок диаметром 1-2 мм, для лучшего контакта сваренных своими концами
(рис.7). Одна из
проволок разомкнута и
на концах ее укреплены
две клеммы К, к
которым можно
присоединить
измерительный
электрический прибор.
Правый спай
термопары опущен в
сосуд , наполненный
водой комнатной
температуры. Левый
спай опущен в такой же
сосуд с водой,
температура которой
может изменяться путем подогревания с помощью электроплитки, и для
Г
1
2
a T
a
b T
b
Рис.6
Эл. плитка
b
a
1
2
2
Рис.7
                                                            8
                                                            З ави с и м о с т ьТ Э Д С о т р азно с т и т е м пе р ат ур
                       1                           с пае в по зво ляе т и с по льзо ват ь т е р м о пар ы в
                                                   к аче с т ве т е р м о эле к т р и че с к и х т е р м о м е т р о в. С
                                           Г       эт о й це лью с о с т авляе т с я це пь, и зо бр аж е нная на
                                                   р и с .6. Спай b т е р м о пар ы , с о с т авле нно й и з
                       2                           пр о во дни к о в 1 и 2 (на р и с .6 о ни по к азаны р азно й
                                                   т о лщ и ны ), по дде р ж и вае т с я пр и по с т о янно й
                                                   и зве с т но й т е м пе р ат ур е Tb (напр и м е р , пр и
             a Ta             b Tb                 т е м пе р ат ур е т ающ е го льда и ли к о м нат но й
                                                   т е м пе р ат ур е ). Спай a по м е щ ае т с я в с р е ду,
                    Ри с .6
                                                   т е м пе р ат ур а Ta к о т о р о й по дле ж и т и зм е р е ни ю.
                                                   З ная по с т о янную с данно й т е р м о пар ы и
и зм е р яя гальвано м е т р о м Г т е р м о эле к т р о дви ж ущ ую с и лу ε , р ас с чи т ы вают
т е м пе р ат ур уTa.
         Обы чно шк алу гальвано м е т р а гр адуи р уют не по с р е дс т ве нно в гр адус ах .
Т е р м о эле к т р и че с к и й т е р м о м е т р о бладае т с ущ е с т ве нны м и пр е и м ущ е с т вам и пе р е д
р т ут ны м . Он о че нь чувс т ви т е ле н, и м е е т м алую т е м пе р ат ур ную и не р ци ю,
пр и м е ни м в ши р о к о м ди апазо не т е м пе р ат ур , по зво ляе т и зм е р ят ь т е м пе р ат ур у
м алы х о бъе м о в с р е ды (пр ак т и че с к и – т о че к с р е ды ). К р о м е т о го , о н до пус к ае т
ди с т анци о нны е           и зм е р е ни я,       т .е .    о пр е де ле ни е      т е м пе р ат ур ы       о бъе к т а,
р ас по ло ж е нно го на бо льшо м р ас с т о яни и о т м е с т а и зм е р е ни я и ли не до с т упно го
дляне по с р е дс т ве нно го и зм е р е ни я.

                                     О п иса н ие сх е м ы
               и м е т ода изм е ре н ия т е рм оэл е к т родвиж уще й сил ы

         В данно й лабо р ат о р но й р або т е т е р м о пар а с о с т о и т и з двух р азно р о дны х
пр о во ло к ди ам е т р о м 1-2 м м , для лучше го к о нт ак т а с вар е нны х с во и м и к о нцам и
                                                                            (р и с .7).        Одна          из
                                                                            пр о во ло к р азо м к нут а и
                                  К                                         на к о нцах е е ук р е пле ны
                                                                            две       к ле м м ы К , к
                                                                            к о то р ым                м о ж но
               2                                      2                                    пр и с о е ди ни т ь
     1                                                                                   и зм е р и т е льны й
                                                                            эле к т р и че с к и й пр и бо р .
                                                                            Пр авы й                      с пай
                                                                            т е р м о пар ы о пущ е н в
          a                                                    b            с о с уд,       напо лне нны й
                                                                            во до й             к о м нат но й
 Э л. пли т к а                                                             т е м пе р ат ур ы .       Л е вы й
                                                                            с пай о пущ е н в т ак о й ж е
                                  Ри с .7                                   с о с уд         с         во до й,
                                                                            т е м пе р ат ур а к о т о р о й
м о ж е т и зм е нят ьс я пут е м по до гр е вани я с по м о щ ью эле к т р о пли т к и , и для