МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НІЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНІЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИКОЛИ ГОГОЛЯ

КАФЕДРА ФІЗИКИ

Курсова робота

Термоелектричні перетворювачі та їх застосування

Студента 4-го курсу групи ПФ-41

фізико-математичного факультету

ТРОФИМЧУКА Леоніда Володимировича

Науковий керівник: доцент

ЗАКАЛЮЖНИЙ В.М.

Ніжин 2009

Зміст

1. Термоелектричні явища

2. Термопари

3. Технічні можливості термоелектричних перетворювачів

4. Основні правила поводження з термоелектричними колами

5. Домішки і неоднорідність термоелектродних матеріалів (термоелектрична неоднорідність)

6. Виготовлення термопар

7. Термопари для вимірювання низьких температур

Висновки

Список використаних джерел

Термоелектричні перетворювачі - це прилади, в яких змінюється термоелектрорушійна сила при встановленій різниці температур. За певними розрахунками, при відомому значенні коефіцієнта термоЕРС, чи за допомогою графіка залежності ∆E (∆T) можна визначити дану різницю температур.

Дія термоелектричних перетворювачів основана на ефекті Зеєбека - одному із 12 термоелектричних явищ, відомих у фізиці твердого тіла.

Ефект Зеєбека - в електричному колі, що складається із послідовно з’єднаних різних провідників, виникає термоЕРС, якщо в місцях контактів підтримується різниця температур. В простішому випадку, коли таке коло складається з двох різних провідників, воно називається термопарою. ТермоЕРС термопари залежить від температури вімірюваного і вільного спаю та від складу матеріалу провідників, що утворюють термопару.

Термоелектрику відкрив Зеєбек ще в дводцятих роках ХІХ ст. Для її спостереження до мілівольтметра досить приєднати дві мідні дротини і замкнути їх дротиною з іншого матеріалу, наприклад, заліза. Поки температура обох спаїв однакова, мілівольтметр не виявляє ніякої термоЕРС. Але при нагріванні одного із спаїв у колі виникає термоЕРС і стрілка мілівольтметра відхиляється. Якщо нагрітий спай охолодити і потім нагріти другий спай, то знак термоЕРС змінюється і стрілка мілівольтметра відхиляється в другий бік.

У певних невеликих діапазонах температур термоЕРС можна вважати, з достатньою для практики точністю, пропорційною різниці температур і коефіцієнту термоЕРС:

Коефіцієнт термоЕРС α залежить, в першу чергу, від матеріалу термоелектродів, а також від діапазону температур, в якому використовується термопара; в деяких випадках із зміною температури α змінює знак.

У таблиці подано значення α в мілівольтах (10-6 В) на градус для деяких металів відносно платини при 0о С.

Користуючись цією таблицею, можна знайти термоЕРС α не тільки відносно платини, а й для будь-якої іншої комбінації металів. Так, наприклад, термоЕРС пари залізо - константан дорівнює: залізо - константан = (залізо - платина) - (константан - платина) = + 16,0 - ( - 34,4) = 50,4 мкв/град.

Знак при α введений для визначення напряму термоструму і означає, що в нагрітому спаї струм проходив від металу з меншим (алгебраїчно) значенням α до другого. ............