Определение электродвижущей силы термопары с помощью вольтметра

РОЗЫСКНАЯ ОРИЕНТИРОВКА

За незаконный сбыт, и оборот наркотических средств разыскивается девушка. Сведения о внешности лица:

Пол: женский.

Возраст: 20-23 лет.

Рост: средний.

Телосложение: среднее.

Цвет глаз: серый.

Волосы: светло-русые.

Особые приметы: на спине татуировка (кролик), на левой руке черное родимое пятно круглой формы, диаметром 2 мм. Одета в светло-голубые джинсы, черную кофту и черные полуботинки.

Электродвижущую силу термопары можно измерять вольтметром, если его внутреннее сопротивление достаточно велико по сравнению с внутренним сопротивлением термопары.

Составим электрическую цепь из источника тока (с электродвижущей силой Е и внутренним сопротивлением r) и вольтметра, внутреннее сопротивление которого R _В. Сопротивление подводящих проводов R. Согласно закону Ома

Е = Ir + IR + IR_B , (2)

где U_B = IR_B (3)

- падение напряжения на внутреннем сопротивлении вольтметра.

Рисунок 1

При измерении ЭДС термопары вольтметром, подразумевается, что

U_B = Е, (4)

т.е. допускается систематическая ошибка

D Е_С = I (R + r), (5)

что в процентном отношении к измеряемой величине Е составляет

(6)

Сопротивление ветвей термопары r исопротивление подводящих проводов R малы (~10^-2 Ом). При внутреннем сопротивлении вольтметра R_B ~ 10⁹ Ом систематическая ошибка оказывается незначительной:

d_с = (10^-2/10⁹)×100 % = 10^-9 %. (7)

Описание установки

Проградуировать термопару - означает получить зависимость ее термоЭДС E_x от разности температур спаев D T.

В данной работе термоЭДС измеряют с помощью вольтметра, разность температур – с помощью термометра.

Рисунок 2

Для измерения температуры спая термопару 1 и термометр 2 помещают в минзурку 3, закреплённую на штативе и заполненную маслом, плотно закрывая крышку. Спай А помещают в сосуд с водой 5, нагреваемый от электропечи 6, и температуры T_x.

Конец термопары B поддерживают при комнатной температуре T₁.

С помощью вольтметра 7 измеряют ЭДС термопары.

Выполнение работы

1) Измерить с помощью термометра 2комнатную температуру T₁.

2) Замкнуть ключ 8 и включить электропечь 6, нагреть воду в сосуде 5.

3) Через ~ 5 минут измерить температуру T_x спая A.

4) С помощью вольтметра 7 измерить термоЭДС E_x.

5) Через каждые 2-3 минуты повторить п.п.3,4. Сделать 5 измерений. Результаты занести в таблицу 1.

6) По формуле вычислить значение постоянной термопары.

7) Вычислить среднее значение термопары .

8) По результатам измерений и вычислений построить график

Таблица 1

№ опыта	Ех, мВ	T1, К	Tx, К	D Т, К	a, мВ/ К

Контрольные вопросы:

1 Опишите известные методы измерения ЭДС, проанализируйте их достоинства и недостатки.

2 Обоснуйте точность метода измерения ЭДС источника с помощью вольтметра.

3 Опишите устройство и назначение термопары.

Литература

Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц.- М.: Наука, 1989.- 301 с.

Дата добавления: 2015-06-04