ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Явление термоэлектричества было открыто в 1823 году Зеебеком. Оно заключается в том, что если составить цепь из двух различных проводников А и В, причём температуру θ1 одного места соединения сделать отличной от температуры θ0 другого места соединения, то в цепи появится ЭДС, называемая термо-ЭДС (рис. 13.1.):
Такая цепь представляет собой простейший термоэлектрический преобразователь или термопару. При небольшом перепаде температур между спаями термо-ЭДС. можно считать пропорциональной разности температур:
Рис. 13.1. Простейший термоэлектрический преобразователь (термопара).
Опыт показывает, что у любой пары однородных проводников, подчиняющихся закону Ома, величина термо-ЭДС, зависит только от природы проводников и от температуры спаев и не зависит от распределения температур между спаями. Явление термоэлектричества является обратимым, обратный эффект был открыт в 1834 году Жаном Пельтье: «Если через цепь, состоящую из двух различных проводников или полупроводников, пропустить электрический ток, то тепло выделяется в одном спае и поглощается в другом». Теплота Пельтье связана с силой тока линейной зависимостью в отличие от теплоты Джоуля, и в зависимости от направления тока происходит нагревание или охлаждение спая. Поглощаемая или выделяемая тепловая мощность, пропорциональная силе тока, зависит от природы материалов, образующий спай, и пропорциональна коэффициенту Пельтье (pАВ):
Если один спай термопары (Рис. 13.2), называемый рабочим, поместить в среду с температурой θ1, а температуру θ0 других, нерабочих, спаев поддерживать постоянной( f(θ0)=const), то в контуре термопары появляется термо-ЭДС, пропорциональная измеряемой температуре θ1, независимо от того, каким образом произведено соединение термоэлектродов (спайкой, сваркой и т. п.):
Рис. 13.2. Схемы включения термопар
Для измерения термо-ЭДС в контур термопары включается милливольтметр. Значения термо-ЭДС, которые развиваются различными термоэлектродами в паре с платиной при температуре рабочего спая θ1=1000С и нерабочем спае θ0=00С, приведены в таблице 1. Таблица 1
При конструировании термопар стремятся сочетать термоэлектроды, один из которых развивает с платиной положительную, а другой – отрицательную термо-ЭДС. В таблице 1 приведены характеристики термопар при разнице температур холодного и горячего спаев
![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис. 13.3. Компенсация изменения температуры нерабочего спая.
В цепь термопары и милливольтметра включен мост, одним из плеч которого является терморезистор При повышении температуры нерабочих спаев сопротивление Кроме промышленного измерения температур, специальные термопары применяют при измерениях тепловой радиации для измерения температуры нагревателей в термоанемометрах и вакуумметрах, в термоэлементах термоэлектрических амперметров, вольтметров и ваттметров. Термопары этого типа работают при сравнительно небольших температурах, но для повышения их чувствительности они должны поглощать минимальное количества тепла. Поэтому такие термопары выполняют из тонкой проволоки диаметра d=5 – 10 мкм. Для повышения выходной ЭДС используется несколько термопар, образующих батарею. Рабочие спаи термопар располагают на чернёном лепестке, поглощающем излучение, холодные концы располагают на массивном медном кольце, служащем теплоотводом.
Рис. 13.4. Батарея термопар в пирометре излучения
Схема включения термопары в устройство для автоматического введения поправки на температуру нерабочих спаев (устройство КТ – 08) показана на рис. 13.3. В цепь термопары и милливольтметра включён мост, одним из плеч которого является терморезистор RТ из медной или никелевой проволоки, помещённый возле нерабочих спаев термопары (остальные плечи моста выполнены из манганиновых резисторов). При температуре θ0 мост находится в равновесии и напряжение на его выходной диагонали равно нулю. При повышении температуры нерабочих спаев сопротивление RТ увеличивается, мост выходит из равновесия и возникающее напряжение на выходной диагонали моста корректирует уменьшение термо-ЭДС термопары.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (241)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |