热电偶与热电效应.ppt

热电偶与热电效应 张欢 2011.09.22 热电偶与热电效应 热电偶 热电效应 热电偶与热电效应 热电偶 热电偶及工作原理 应用 热电效应 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶及工作原理 热电偶与热电效应 热电偶 热电偶及工作原理 应用 热电效应 应用 应用 应用 应用 应用 应用 应用 应用 热电偶与热电效应 热电偶 热电效应 热电第一效应 热电第二效应 热电第三效应 热电第一效应 热电偶与热电效应 热电偶 热电效应 热电第一效应 热电第二效应 热电第三效应 热电第二效应 热电第二效应 热电第二效应 热电偶与热电效应 热电偶 热电效应 热电第一效应 热电第二效应 热电第三效应 热电第三效应 热电第三效应 谢谢！ Institute of Precision Engineering, XJTU 当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应（Thomson effect），成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应（thermoelectric effect）。 产生的电势又叫温差电势，前面有介绍。 * * 西安交通大学精密工程研究所 Institute of Precision Engineering, XJTU 精勤求学 敦笃励志 果毅力行 忠恕任事 Institute of Precision Engineering, XJTU Institute of Precision Engineering, XJTU 热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点 热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电势。热电偶的热电势将随着测量端温度升高而增长，它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关，与热电极的长度、直径无关。 Institute of Precision Engineering, XJTU 产生的热电势包括两部分：接触电势和温差电势。 Institute of Precision Engineering, XJTU 测量端 工作端 热端 参比端 自由端 冷端 接触电势： 若金属A的自由电子浓度大于金属B的，则在同一瞬间由A扩散到B的电子将比由B扩散到A的电子多，因而A对于B因失去电子而带正电，B获得电子而带负电，在接触处便产生电场。A、B之间便产生了一定的接触电势。 Institute of Precision Engineering, XJTU A金属 B金属 e + - 接触电势： 接触电势的大小与两种金属的材料、接点的温度有关，与导体的直径、长度及几何形状无关。 Institute of Precision Engineering, XJTU A金属 B金属 e 对于温度为T的接点，有下列接触电势公式： + - 接触电势： 下式说明接触电动势的大小与接点温度的高低及导体中的电子密度有关。 Institute of Precision Engineering, XJTU A金属 B金属 e + - 温差电势： 对于任何一种金属，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有较大的动能；温度低的一端浓度小，动能也小。因此高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电势，又称汤姆森电势。 Institute of Precision Engineering, XJTU A金属 e + - 温差电势： 温差电动势的大小取决于导体的材料及两端的温度。导体A两端的温差电动势可用下式表示： Institute of Precision Engineering, XJTU A导体 e + - T T0 eA（T，T0）— 导体A两端温度分别为T、T0时形成的温差电动势； T、T0 — 高、低温端的绝对温度； σA — 汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1℃时所产生的温差电动势。 闭合回路总电势： 下图为热电偶电路简图。 Institute of Precision Engineering, XJTU A B T T0 eA(T,T0) eB(T,T0) eAB(T) eAB(T0) 闭合回路总电势可表示为： Institute of Precision Engineering, XJTU A B T T0 eA(T,T0) eB(T,T0) eAB(T) eAB(T0) 由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度的影响很小，故温差电势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电势。NAT和