热电偶中间的一个导体有什么用处??

2025-05-20 11:32:25105 次浏览

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(不是复制来的哦!!)

热电偶中间导体定律的证明:

 热电偶中间导体定律是指,在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响。中间导体定律,是热电偶实际测温应用中,采用热端焊接,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统的依据。

 热电偶产生的热电势由接触电势与温差电势两部分组成。

 接触电势:不同的导体材料,其电子的密度是不同的。当两种不同材料的导体A、B连接在一起时,在连接处,会发生电子扩散,电子扩散的速率与自由电子的密度以及导体的温度成正比。设导体A、B中的自由电子密度分别为Na和Nb ,且Na>Nb,则在单位时间内,导体 A扩散到导体B的电子数要大于从导体B向导体A扩散的电子数,因此,导体A因失去电子而带正电,导体B因得到电子而带负电,于是,在接触处便 形成了电位差,即接触电势。在接触处所形成的接触电势将阻碍电子的进一步扩散。当电子扩散能力与电场的阻力达到相对平衡时,接触电势就达到了一个相对稳定值。导体A、B的接触电势Eab(t)为:(KT/e)ln(Na/Nb) (式中:K-波尔兹曼常数;T-接触点的绝对温度;e-电子电荷量;Na和Nb-导体A、B的自由电子密度)

 温差电势:同一导体由于两端温度不同而产生的电势。

 在 A、B 两种导体构成的热电偶回路中,总热电势包括两个接触电势和两个温差电势。

   Eab(t,to)=Eab(t)-Eab(to)+Eb(t,to)-Ea(t,to) (公式1)

  可见:1.若两根导体材质相同,无论温差如何,回路总电势为0;

     2.若两端温度相同,即使两根导体材质不同,回路总电势为0。

 在 A、B.C 三种导体构成的热电偶回路中,总热电势包括三个接触电势和三个温差电势。

   Eabc(t,to)=Eab(t)+Eb(t,to)+Ebc(to)+Ec(to,to)+Eca(to)-Ea(t,to) (公式2)

  当,导体 C 两端温度相同时导体 C 无温差电势。即Ec(to,to)=0。

    导体 C 两端的接触电势为:

     Ebc(to)+Eca(to)=(KTo/e)ln(Nbto/Ncto)+(KTo/e)ln(Ncto/Nato)

             =(KTo/e)ln(Nbto/Nato)=-Eab(to)

  此时,Eabc(t,to)=Eab(t)-Eab(to)+Eb(t,to)-Ea(t,to)=Eab(t,to)。即,当导体 C 两

端温度相同时 公式2=公式1,中间导体 C 的影响完全消失。

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