Термоелектрически устройства и тяхното практическо приложение
Ако електрическата верига се състои от два различни проводника, тя се наричатермодвойка илитермодвойка (фиг. 7).
Термодвойка е най-простото термоелектрическо устройство. Състои се от два проводника от различни метали, чиито краища са запоени или заварени. За защита от външни влияния проводниците обикновено се поставят в огнеупорен корпус (керамична тръба).
В измервателната практика широко разпространени са термодвойките, чиито характеристики са показани в таблица 1.
В техниката термодвойките се използват за контрол и измерване на температурата. Ако константатаCе известна за термодвойката и едно съединение се поддържа при известна постоянна температура (напримерT2), тогава измерената температураT1може да бъде определена от получената EMF, измерена с волтметър (формула 16). Третият закон на Волта гласи, че междинните проводници не влияят значително на показанията на термодвойките. Това дава възможност да се използват за дистанционно управление на температурата (в обгазени цехове и др.)
Сравнителна таблица на константата на термодвойката и работния температурен диапазон за термодвойки от различни материали
| Материали за термодвойки | Константа, µV/K | Работен температурен диапазон, º С |
| Меден константан (40% Ni + 60% Cu) | 41.6 | (-200) ÷ (+600) |
| железен константан | (-190) ÷ (+800) | |
| Хромел-алумел | (0) ÷ (+1000) | |
| Платина-платина + 10% родий | 6.4 | (-140) ÷ (+1600) |
За да се увеличи чувствителността на измервателната верига, термодвойките могат да бъдат свързани последователно втермобатареи (фиг. 8). ЕДС на такава батерия ще бъде равна на сумата от ЕДС на индивидатермодвойки
Термопиларите се използват за измерване на енергията на топлинното излъчване. Те са термобатарея от голям брой термодвойки, подредени така, че радиацията може да пада само върху четни или нечетни връзки. Термопиларите имат много висока чувствителност в сравнение с отделна термодвойка.
Термопилите представляват интерес и като генератори на електрически ток. Те директно преобразуват топлинната енергия в електрическа. Въпреки това, тяхната ефективност е ниска (около 0,1%) и поради това те се използват малко на практика. По-високоефективните термоелементи се произвеждат не от метали, а от полупроводници (КПД им е около 6 - 8%, а константатаС≈ 10 -3 V/K).
Има и термоелектрически уреди за измерване на токове и напрежения. Те са амперметри или волтметри в комбинация стермопреобразувател (термодвойка или термобатарея). Когато токът преминава през проводника на термопреобразувателя (фиг. 9), в него се отделя топлина на Lenz-Joule, която загрява един от преходите на термодвойката и устройството фиксира стойността на получената термо-ЕМП. Топлината, генерирана от променлив ток, практически не зависи от неговата честота, поради което термоелектрическите устройства могат да се измерват както във вериги с постоянен, така и с променлив ток.
Инсталационна схема
В тази работа експериментално се определя зависимостта на термо-ЕМП от температурната разлика на преходите на термодвойките, изчислява се нейната константаСи отношението на концентрациите на свободни електрони.
По указание на учителите работата може да се изпълнява в два варианта.