温差电动势
温差电动势的测量
温差电动势的测量热电偶是一种应用十分广泛的温度传感器，它可以测量微小的温度变化，并广泛的应用于非电量的电测。
例如，由热电偶制成的热电偶湿度计已广泛应用于农业科学中植物水势的测定和渗透势的测定。
因此，了解热电偶十分必要。
本实验介绍热电偶的原理与温差电动势的测量方法。
一、实验目的1. 了解电位差计的工作原理，学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。
2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。
3. 了解热电偶的测温原理和方法。
4. 学会使用光点式或数字式检流计。
二、实验仪器UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。
三、实验原理1．热电偶两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度t0和t，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。
这样由两种不同金属构成的组合，称为温差电偶，或热电偶。
热电偶是一种常用的热电传感器，利用它可以测量微小的温度变化。
温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t－t0)。
电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为：ε＝C（t－t0）式中C为热电偶常数（或称温差系数），等于温差1℃时的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。
例如，常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K，而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。
热电偶可制成温度计。
为此，先将t0固定（例如放在冰水混合物中），用实验方法确定热电偶的ε-t关系，称为定标。
定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。
与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量温度范围大（－200℃~2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A／D变换等一系列优点。
2．数字电压表测量温差电动势由于数字式电压表的精度和准确度都很好，温差电动势的测量也可以采用数字电压表。
温差电动势
【预习思考题】
• （1）你如何理解模拟法？它的适用条件
是什么？
• （2）能否用直流电压表对静电场直接测
量？为什么？
• （3）用稳恒电流场模拟静电场的实验条
件有哪些？
制作：黄 勇 武汉理工大学物理实验中心
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4. 加热测量
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注意事项
电源, 热电偶的极性均不得接反。 电热杯禁止空烧。温度计不能与电热杯底部接触。
电热杯水量不要超过杯子的三分之二，以免沸水溢出烫伤. 每次测量时，一定要等温度稳定后再读数。
温度稳定的主要标志是：按钮按下时检流计指针基本不动. 应预先将电位差计的示值调到相应位置， 等温度达到预定值时，再微调电位差计，以免损坏检流计. 教师检查数据后才能拆除电路，将面板上“倍率”开关旋到“断”
实验3.9 电位差计测量温差电动势
❖实验简介 ❖实验目的 ❖实验原理 ❖实验仪器
❖实验内容 ❖注意事项 ❖数据处理
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实验简介
1821年德国物理学家塞贝克（T J Seeback）发现：当 两种不同金属导线组成闭合回路时，若在两接头维持 一温差，回路就有电流和电动势产生，后来称此为塞 贝克效应。其中产生的电动势称为温差电动势，上述 回路称为热电偶 金属的赛贝克效应主要用于温度测量， 而半导体则用于温差发电
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实验仪器
UJ-36型电位差计（1号1.5V电池4节，9伏电池2节） 热电偶及加热装置，温度计
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实验内容
1. 连接电路
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实验内容
2. 校准工作电流
先将电位差计上功能开关 K调至“标准”， 调节面板右上角的“电流调节”旋钮， 使检流指“0”，此时工作电流即调好了
3. 测出室温下的初始电动势
先将K拨至“未知”，然后，调节右下方的读数盘， 使检流计指“0”，同时读出温， 若电势差太小，请选用×0.2
温差电动势实验结果分析
温差电动势实验结果分析电动势是一种重要的物理量，它反映了导体内某种电荷分布所引起的势能。
它与电容器、晶以及其他电子器件等有着密切的关系，在工程应用中发挥着重要作用。
为了研究和探究电动势的特点和性质，本实验就利用室温梯度做电动势研究。
本实验利用两个恒温热源，一个低温，一个高温，设置在池水上，在池水中放置探针，分别监测温度。
实验结果显示，当温差越大时，池水中温度的变化就越大，最高温差可达6℃。
在温度梯度下，除了中间水层以外，上层和下层水层仍然有一定的温度梯度，这也证明出温度梯度会引起电动势的形成。
实验结果还显示，温差的大小会直接影响电动势的大小和方向。
即使温度梯度会增大，在不同的温差下，也会对电动势的大小和方向产生一定的影响。
另外，当温差增加时，温度变化的速率也会提高，从而影响电动势的变化。
温度在构成电动势中起着重要的作用，若采用正确的温度，则可以有效控制电动势。
此外，温差还会影响流体及其中的泡沫和颗粒的运动以及流场的结构，如果温差过大，会使流体中的泡沫及颗粒失去生成电动势的能力，从而影响其形成温度梯度电动势。
此外，温差还会影响物质守恒定律，如果温差过小，物质的变化会变得很慢，也会影响电动势的变化。
在实际的实验过程中，有必要考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。
本实验研究了温差电动势，其实验结果证明，温差会影响电动势的大小、方向和变化，必须考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。
在今后的研究中，还可以进一步研究其他因素，如湿度、材料的类型等对电动势的影响，从而更好地了解电动势的特性。
总之，本文研究了利用室温梯度作电动势研究的实验结果，发现温差的大小会影响电动势的大小和方向，在今后的实验中必须考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。
同时，对温差电动势还有很多有待深入研究的内容，未来有望得出更多精确有效的研究结果。
热电偶测温原理是什么
热电偶测温原理是什么热电偶是一种常用的温度传感器，其测温原理是基于热电效应。
热电偶由两种不同金属导线组成，它们的接触点被称为热电接头。
当热电接头处于不同温度时，就会产生热电动势，即温差电动势。
这种温差电动势可以通过测量电压来确定温度，从而实现温度的测量。
热电偶的测温原理基于两种主要效应，塞贝克效应和泊松效应。
塞贝克效应是指当两种不同金属导体的热电接头处于温度差时，会产生电动势。
而泊松效应则是指当电流通过两种不同金属导体时，会产生热量，从而产生温度差。
这两种效应共同作用，使得热电偶成为一种可靠的温度传感器。
热电偶的工作原理可以用一个简单的例子来解释。
假设我们有一根由铁和铜两种金属组成的热电偶，将其两端分别连接到一个电压表上。
当热电偶的接头处于不同温度时，铁和铜之间会产生热电动势，从而在电压表上显示出一个电压值。
通过这个电压值，我们就可以计算出热电偶接头的温差，进而确定被测物体的温度。
热电偶测温原理的优点在于其测量范围广，可以覆盖从极低温度到极高温度的范围。
此外，热电偶还具有响应速度快、结构简单、成本低廉等优点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
然而，热电偶也存在一些局限性，例如对温度变化的响应不够灵敏，以及在测量极低温度时易受到环境干扰的影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体的测量要求选择合适的温度传感器。
总的来说，热电偶测温原理是基于热电效应，通过测量热电接头产生的电动势来确定温度。
它具有测量范围广、响应速度快、成本低廉等优点，是一种常用的温度传感器。
然而，在实际应用中需要注意其局限性，选择合适的温度传感器以满足具体的测量要求。
温差电动势
材料C做成的两根导线中的汤姆孙 材料 做成的两根导线中的汤姆孙 电动势大小相等方向相反,互相抵消 而 电动势大小相等方向相反 互相抵消;而 互相抵消 的接头的温度相同,故 且C与A及C与B的接头的温度相同 故 与 及 与 的接头的温度相同 两个接头珀耳帖电动势的代数和等于A 两个接头珀耳帖电动势的代数和等于 与B直接连接在同一温度下产生的珀耳 直接连接在同一温度下产生的珀耳 帖电动势,因此同样材料 因此同样材料C做成的两根 帖电动势 因此同样材料 做成的两根 导线的插入并不影响电动势的数值. 导线的插入并不影响电动势的数值 温差电偶有热容量小,测温范围大 测温范围大, 温差电偶有热容量小 测温范围大 灵敏度与准确度高等优点. 灵敏度与准确度高等优点
电流经过导体时具有热效应,但是 电流经过导体时具有热效应 但是 为什么回会使水变成冰呢?二者 为什么回会使水变成冰呢 二者 之间是否矛盾呢?这种现象有又是 之间是否矛盾呢 这种现象有又是 什么原理呢?还有 电场和磁场有关, 还有,电场和磁场有关 什么原理呢 还有 电场和磁场有关 而电场又和温差有关,那么磁场和温 而电场又和温差有关 那么磁场和温 差又有没有关系呢? 差又有没有关系呢 可惜我是没找到答案,不知哪位 可惜我是没找到答案 不知哪位 同僚可否告知…… 同僚可否告知
Eb=Πab(T2)-Πab(T1)+E’b-E’a
这样的装置称为温 差电偶,电动势 电动势Eab 差电偶 电动势 则称为温差电动势. 则称为温差电动势
与珀耳帖电动势Eab相应外加力 相应外加力 与珀耳帖电动势 的指向如上图所示这时回路中由温差 电动势Eab引起的电流是顺时针方向 电动势 引起的电流是顺时针方向 的(汤姆孙电动势比珀耳帖电势小得 汤姆孙电动势比珀耳帖电势小得 电流的方向由珀耳帖电动势决定). 多,电流的方向由珀耳帖电动势决定 电流的方向由珀耳帖电动势决定 在高温处自周围物体吸收热量, 在高温处自周围物体吸收热量 在低出则向周围物体放出热量,二者 在低出则向周围物体放出热量 二者 的差便是维持稳恒电流所需电能的来 源.
塞贝克效应——精选推荐
塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）1821年，德国入赛贝克发现了当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温度，则在导体中产一个温差电动势：V=a△T式中:V为温差电动势a为温差电动势率(赛贝克系数)△T为接点之间的温差1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。
这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。
例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2毫伏的温差电动势产生。
塞贝克效应用途很广泛，在生产、科学研究及日常生活中温差电偶常被用来测量温度（如冶炼及热处理炉的高温）、辐射强度、电流等物理量。
如果把若干个温差电偶串联起来，把奇数点接头暴露于热源，偶数接点固定在一个特定温度环境中。
这样产生的电动势等于各个电偶之和。
这种装置叫做温差电堆。
把奇数接头涂黑，借以完全吸收外来的辐射（可见光、红外线等），温差堆的另一端（偶数接头处）保持一定温度，在辐射的作用下，涂黑的一端接收了辐射而温度升高，从而产生温差电动势。
建立起温差电动势与辐射强度的对应关系，那么就可以利用温度差电堆来测量辐射强度。
如果把这种装置放在真空中，会提高它的灵敏度。
如果把很多温差电偶适当联接起来，就能构成一个能产生几伏特电动势和几安培电流的电池组。
但是这种电池组的效率是很低的，温差电池组是消耗热能而产生电流的，其最高效率仅为0.1％，所以不能用来做电源。
现代用半导体教材制成的温差电偶的串联起来，可以组成能供应较大电流和电压的半导体温差发电机，足够满足收音机和小型电子设备的需要，有很大实用价值。
1834年珀耳贴(Peltier)发现了塞贝克效应的逆效应，当电流通过由两种不同金属相接而成的导体时，在两种金属导体上除了产生与电流方向完全无关的焦耳热以外，还在接触点发生与电流方向有关的热量的放出或吸收。
温差电动势产生原理
总的来说，温差电动势是一种具有广泛应用前景的能源转换技术，可以为我们提供更多的能源选择和节能减排的机会。
温差电动势 = 电解电势差 × 温度差 × 常数
其中，常数是指温度差对电动势的影响系数。常数的值通常在0.005~0.006之间，取决于所使用的金属。
温差电动势的产生可以用来制造温差电池，这种电池通常用于测量温度，例如温度计、温度传感器等。
此外，温差电动势还可以用于制造温差发电机，这种发电机通常用于利用低温热源产生电能，例如太阳能发电、生物质能发电等。
温差电动势产生原理
温差电动势是指当两种不同的金属在不同的温度下组成的电池，电池内部的金属间会产生电动势。这种电动势的产生是由于温度对金属电子的能量有影响，当温度升高时，动势。
温差电动势的大小取决于两种金属的电解电势差以及温度差。电解电势差是指两种金属在同一温度下组成的电池内部的电动势。温度差则是指两种金属在不同温度下组成的电池内部的电动势。因此，温差电动势的大小可以用如下公式计算：
温差电动势公式
温差电动势公式
温差电动势公式是指当两种不同的金属或其他导体接触时，由于温度差引起的电动势的大小的公式。
该公式为：
ΔV = αΔT
其中，ΔV表示电动势的大小，α表示两种导体的温度系数的差值，ΔT表示两种导体的温度差。
温差电动势是由温度差引起的，因此当两种导体的温度差越大时，电动势也就越大。
同时，两种导体的温度系数的差值也会影响电动势的大小。
如果两种导体的温度系数差值较大，则电动势也会较大。
两种不同导体（如铜和康铜）组成一个闭合回路，当两个接触点处于不同温度时,在汤姆逊效应和珀耳帖效应的共同作用下,接触点间将产生电动势，回路中会出现电流，此现象称为温差电现象，产生的电动势称为塞贝克电动势，也称为温差电动势。
两种不同导体（如铜和康铜）组成一个闭合回路，当两个接触点处于不同温度时,在汤姆逊效应和珀耳帖效应的共同作用下,接触点间将产生电动势，回路中会出现电流，此现象称为温差电现象，产生的电动势称为塞贝克电动势，也称为温差电动势。
这种由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路称为温差电偶。
温差电偶的温差电动势大小由热端和冷端的温差决定，其极性热端为正极，冷端为负极。
利用温差电动势，研究出稳定温差电池，在部分领域取得突破。
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与珀耳帖电动势Eab相应外加力 的指向如上图所示这时回路中由温差 电动势Eab引起的电流是顺时针方向 的(汤姆孙电动势比珀耳帖电势小得 多,电流的方向由珀耳帖电动势决定). 在高温处自周围物体吸收热量, 在低出则向周围物体放出热量,二者 的差便是维持稳恒电流所需电能的来 源.
由此可见,温差电流的形成不仅符合 热力学第一定律,也不违反热力学第 二定律.因为这里不是从单一热源吸 热使之全部转换为电能而不产生其 他影响.
温差可以产生电动势,反过来思考,电 动势能否产生温差呢?
楞次曾经做了一个有趣的实验: 他在铋和锑棒的接头处挖一空穴, 其中装有水滴,当电流沿一个方向流过 时,水滴会结成冰,当电流反方向流过时, 冰又融化成水. 差. 由此可知,电动势的确可以产生温
电流经过导体时具有热效应,但是 为什么回会使水变成冰呢?二者 之间是否矛盾呢?这种现象有又是 什么原理呢?还有,电场和磁场有关, 而电场又和温差有关,那么磁场和温 差又有没有关系呢? 可惜我是没找到答案,不知哪位 同僚可否告知……
如果两种金属Ａ、Ｂ构成闭合回路， 并在接触点保持不同的温度 Ｔ1 和Ｔ2 ，则回路中存在珀帖耳电
动势和汤姆孙电动势，回路中的总电 动势等于两种电动势之和．
若T1>T2,则回路中总电动势为:
Eb=Πab(T2)-Πab(T1)+E’b-E’a
这样的装置称为温 差电偶,电动势Eab 则称为温差电动势.
温差电偶通常用来测量温度.其原理如图:
将构成温差电偶的两种金属 A,B的一个接头放在待测温度的物 体中,A和B的另一端点都放在温度 已知的恒温槽中.用同样材料C的两 根导线将A,B在恒温槽中的端点接 到电位差计,测量它的温差电动势.
根据事先校准的数据,即可知道待测温 度.
材料C做成的两根导线中的汤姆孙 电动势大小相等方向相反,互相抵消;而 且C与A及C与B的接头的温度相同,故 两个接头珀耳帖电动势的代数和等于A 与B直接连接在同一温度下产生的珀耳 帖电动势,因此同样材料C做成的两根 导线的插入并不影响电动势的数值. 温差电偶有热容量小,测温范围大, 灵敏度与准确度高等优点.