Упрощенная HTML-версия
различных металлов различается; различаются также и силы притяжения к положительным ионам,
которые удерживают свободные электроны внутри металла. Поэтому, если два различных металла
привести в соприкосновение, например путем сварки или спайки, то между ними будет происходить
взаимный переход (диффузия) электронов. В зависимости от соотношения концентраций и сил,
удерживающих электроны внутри металла, электроны из одного металла
А
(рис. 12.1, а), например,
цинка, будут переходить во второй металл
Б,
например, медь, в большем количестве, чем обратно. В
связи с этим в контактном слое со стороны цинка образуется недостаток электронов, и он заряжается
положительно, а со стороны меди образуется их избыток и она заряжается отрицательно. В контакте
между металлами образуется электрическое поле и возникает
контактная разность потенциалов.
Это поле противодействует дальнейшему переходу электронов. Спустя некоторое время наступает
динамическое равновесие, количество электронов, переходящих через контактный слой вследствие
диффузии, равняется количеству электронов, возвращающихся обратно под действием
электрического поля.
Если замкнуть противоположные концы проводников
А
и
Б
(рис. 12.1, б), то между ними
возникает такая же по величине, но противоположно направленная разность потенциалов и тока в
цепи не будет.
Иной результат получится, если места соединения металлов А и Б имеют различную
температуру. Поскольку диффузия электронов происходит в процессе теплового движения, то в спае
с более высокой температурой она будет происходить более интенсивно и контактная разность
потенциалов в нем увеличится. Теперь в общей цепи металлов появится результирующая разность
потенциалов, равная разности контактных разностей потенциалов в нагретом и холодном спаях. Эта
разность потенциалов называется
термоэлектродвижущей силой Et
термопары. По величине она
прямо пропорциональна разности абсолютных температур нагретого
t
и холодного
t0
спаев:
E t = k ( t -
t 0X
(12.1)
где
к -
коэффициент пропорциональности, который называется чувствительностью термопары. Он
показывает, на сколько меняется термо-э.д.с. при изменении разности температур на один градус.
Эта величина является табличной, она зависит от природы проводника или полупроводника, сильно
различается для различных пар проводников или полупроводников и составляет несколько
микровольт на градус.
Под действием термоэлектродвижущей силы в замкнутой сети возникает
термоток
, который
может быть измерен чувствительным измерительным прибором. Сила тока прямо пропорциональна
термо-э.д.с. и может служить мерой разности температур спаев.
Два спаянных
между собой
проводника
из различных металлов
называются термопарой.
Термо
1
to
2
б)
Рисунок 12.2. Измерение температуры термопарой
tn = 0 0С
пара
испол
ьзуетс
я для
измер
ения
разнос
ти
темпе
ратур.
Для
этого
один спай термопары приводится в соприкосновение со средой, температура которой измеряется, а
второй спай термопары поддерживается при 0 0С, комнатной или другой строго постоянной
температуре, т. е. этот спай термостатируется (рис. 12.2, а и б). Свободные концы термопары (1 и 2)
подключаются к чувствительному измерительному прибору. Отклонение стрелки прибора прямо
t
73