Lois de thermocouples

L'effet Seebeck

• Un médecin physicien allemand tourné nommé Thomas Johann Seebeck a pris deux métaux différents, avec un à une température plus élevée que l'autre, et a fait un circuit en série en les réunissant pour former une jonction. Il a constaté que ce faisant, il a été en mesure de générer une force électromotrice (fem). CEM sont des tensions. Seebeck a constaté que plus les différences de température entre les métaux est élevée, plus la tension générée, quelles que soient leurs formes. Sa découverte est appelé l'effet Seebeck, et il est la base de tous les thermocouples.

Fond

• Seebeck, HG Magnus, et AC Becquerel ont proposé des règles empiriques de circuits thermoélectriques. Lord Kelvin expliqué leur base thermodynamique, et WF Roesser les a compilés dans une série de trois lois fondamentales. Ils ont tous été vérifié expérimentalement.

  
  
  
  
  

  La deuxième loi est parfois divisé en trois parties par des chercheurs modernes, pour donner un nombre total de cinq, mais de Roesser sont encore la norme.

Loi de matériaux homogènes

• Cela a été à l'origine connu comme la Loi de métaux homogènes. Un fil homogène est celle qui est physiquement et chimiquement les mêmes partout. Cette loi stipule que un circuit de thermocouple qui est faite avec un fil homogène ne peut pas générer une fem, même si elle est à des températures différentes épaisseurs et partout. En d'autres termes, un thermocouple doit être faite à partir d'au moins deux matériaux différents afin de générer une tension. Un changement dans la zone de la section transversale d'un fil, ou un changement de la température à différents endroits dans le fil, ne produira pas une tension.

Loi de matières intermédiaires

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  Cela a été à l'origine connu comme la Loi de métaux intermédiaires. La somme de toutes les forces électromotrices de dans un circuit de thermocouple en utilisant deux ou plusieurs métaux différents est nulle si le circuit est à la même température.

  
  
  

  Cette loi est interprétée comme signifiant que l'ajout de différents métaux à un circuit ne sera pas affecter la tension du circuit crée. Les jonctions d'être ajoutée à la même température que les jonctions du circuit. Par exemple, un troisième métal comme fils de cuivre peut être ajouté pour aider à prendre une mesure. Ceci est la raison pour laquelle des thermocouples peuvent être utilisés avec des multimètres numériques ou d'autres composants électriques. Il est également la raison pour laquelle la soudure peut être utilisée pour joindre des métaux pour former des thermocouples.

Loi de températures successives ou intermédiaires

• Un thermocouple à base de deux métaux différents produit une force contre-électromotrice, E1, lorsque les métaux sont à des températures différentes T1 et T2, respectivement. Supposons que l'un des métaux a un changement de température à T3, mais que l'autre reste à T2. Ensuite, la force contre-électromotrice créée lorsque le thermocouple est à des températures T1 et T3 sera la somme du premier et du second, de sorte que enew = E1 + E2.

  Cette loi permet un thermocouple qui est étalonné à une température de référence à utiliser avec une autre température de référence. Il permet également de fils supplémentaires ayant les mêmes caractéristiques thermoélectriques à être ajoutés au circuit sans affecter sa force contre-électromotrice totale.