КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Краткая теория. Этапы занятия и контроль их усвоения
Этапы занятия и контроль их усвоения ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ - по базисным знаниям: · понятие температуры · температурные шкалы · типы термометров - по данной теме: · внутренняя контактная разность потенциалов · понятие термо Э.Д.С. · устройство термопары · чувствительность термопары · устройство термобатареи · методику градуировки термопары · определение градуировочного коэффициента · явление Пельтье · применение термоэлектрических явлений в медицине
Рассмотрим контакт двух металлов 1 и 2 с различной концентрацией свободных электронов n1 и n2 (рис.1). После создания контакта начинается диффузия электронов из одного металла в другой. Так как концентрации электронов различны, то диффундирующие потоки из разных металлов будут неодинаковыми. Это приведёт к заряжению металлов противоположными зарядами и возникновению между ними внутренней контактной разности потенциалов Ui. При этом первый металл имеет больший потенциал относительно второго
рис.1 Через некоторый промежуток времени между двумя металлами устанавливается динамическое равновесие. При динамическом равновесии потоки электронов в одном и другом направлении одинаковы и распределение свободных электронов в металлах будет подчиняться закону Больцмана. Запишем выражение для концентрации свободных электронов в первом и во втором металле:
где Е1 и Е2 - потенциальные энергии свободных электронов в металлах k - постоянная Больцмана Т - температура в градусах Кельвина Запишем выражение для разности потенциальных энергий Е2 - Е1 = еUi Где е - заряд электрона Ui - внутренняя контактная разность потенциалов Теперь найдем отношение концентраций электронов в металлах
(1) Выразим из этой формулы внутреннюю контактную разность потенциалов. Для этого пропотенцируем выражение (1). (2) Как видно, U i зависит ещё и от температуры контакта. Рассмотрим замкнутую цепь из двух металлов 1 и 2 (рис.2), концентрации свободных электронов в которых равны n1 и n2.
2 2
U iA U iB
А В Рис. 2 Схема подключения термопары Контакты А и В металлов поддерживаются при температурах Т А и Т В соответственно. Примем , . Запишем выражение (2) для обоих контактов ; (3) , так как Вследствие этого в цепи, состоящей из двух разных металлов при разной температуре на контактах, возникает термоэлектродвижущая сила e n и это явление называется эффектом Зеебека. Оно имеет место и при контакте полупроводников. Существует также и обратный эффект. Он состоит в том, что в местах контакта проводников (полупроводников) происходит выделение или поглощение теплоты, при пропускании через контакты постоянного электрического тока и называется эффект Пельтье. Эффекты Зеебека и Пельтье - это наиболее важные эффекты в теории термоэлектричесва.
Так как термо ЭДС равна сумме скачков потенциалов в местах спаев, а они имеют противоположные знаки, то (4) Обозначив , получим (5) Устройство, показанное на рис.2, называется термопарой. 3.2 В медицине термопары используются для нахождения температуры отдельных органов и их частей при контактных и бесконтактных методах измерения. В последнем случае используется несколько термопар, включённых последовательно для увеличения термо Э.Д.С., и таким образом определяют мощность инфракрасного излучения участков тела. 3.3 С помощью термопары определяют только разность температур. При этом температуру второго спая, так называемого, холодного спая, поддерживают постоянной либо с помощью термостата, либо с помощью электрической схемы. Для измерения температуры термопару предварительно градуируют. Температуру участка тела определяют по рабочей формуле t 1 =t0+ kN (6). Где Т1 – температура рабочего спая Т 0 – температура холодного спая, находящегося при Т=00 С. N - показания цифрового гальванометра(число делений) К - коэффициент чувствительности термопары. Он показывает, насколько изменяется термо Э.Д.С. при изменении разности температур на 10С или 1К и имеет размерность: В / К = В / 0 С. Это основная характеристика термопары. Его величина зависит от типа металлов или полупроводников. Лабораторная работа
Градуировка термопары и её применение для определения кожных температур.
Дата добавления: 2015-06-26; Просмотров: 338; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |