第10节 热电 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 裸（非绝缘）铜线的长度
- 裸（非绝缘）铁线长度
- 蜡烛
- 冰块
铁丝可以从五金店买到。如果有些找不到，铝线也可以。
交叉引用
电路课程，第 1 卷，第 9 章：“电气仪表信号”
学习目标
- 说明热电偶的功能和用途
原理图，示意图
插图
指示
将铁线的一端与铜线的一端拧在一起。将这些电线的自由端连接到端子板上的相应端子。将电压表设置为最灵敏的范围，并将其连接到电线连接的端子。仪表应指示接近零电压。
您刚刚构建的是_热电偶_：一种产生与尖端和仪表连接点之间的温差成比例的小电压的装置。当尖端的温度等于端子排时，不会产生电压，因此电压表上看不到任何指示。
点燃一支蜡烛，将绞线尖端插入火焰中。您应该注意到电压表上的指示。从火焰中取出热电偶尖端并让其冷却，直到电压表指示再次接近零。现在，将热电偶尖端接触冰块并记下仪表指示的电压。它比用火焰获得的指示更大还是更小？这个电压的极性与火焰产生的电压相比如何？
将热电偶尖端接触到冰块后，用手指夹住它来加热。达到体温可能需要一段时间，因此请耐心等待电压表的指示。
热电偶是___塞贝克效应_的一种应用：沿导线长度产生与温度梯度成比例的小电压。__该电压取决于温差的大小和电线的类型。直接测量从温度梯度沿一段连续导线产生的塞贝克电压是相当困难的，因此在本实验中不会尝试。
热电偶由两端连接的两种不同金属制成，产生与结温成正比的电压。由于连接处的恒定温度导致沿两条导线的温度梯度沿这些导线的长度产生不同的塞贝克电压，因为导线由不同的金属制成。
两个自由线端之间的合成电压是两个塞贝克电压之_差：_
热电偶被广泛用作温度传感设备，因为温差和合成电压之间的数学关系是可重复的且相当线性。通过测量电压，可以推断温度。通过选择要连接在一起的不同金属对，可以实现不同范围的温度测量。
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