熱電
部品と材料
- 裸の（絶縁されていない）銅線の長さ
- 裸の（絶縁されていない）鉄線の長さ
- キャンドル
- 角氷
鉄線は金物店で購入できます。見つからない場合は、アルミ線も使用できます。
相互参照
電気回路の教訓 、第1巻、第9章：「電気計装信号」
学習目標
- 熱電対の機能と目的を説明するため
回路図
イラスト
手順
鉄線の一端を銅線の一端と一緒にねじります。これらのワイヤの自由端を端子台のそれぞれの端子に接続します。電圧計を最も感度の高い範囲に設定し、ワイヤーが接続されている端子に接続します。メーターはほぼゼロの電圧を示すはずです。
作成したのは熱電対です ：チップとメーターの接続点の温度差に比例した小さな電圧を生成するデバイス。チップが端子台と同じ温度にある場合、電圧は生成されないため、電圧計に表示は表示されません。
ろうそくに火をつけ、ツイストワイヤーの先端を炎の中に挿入します。電圧計の表示に気付くはずです。熱電対の先端を炎から外し、電圧計の表示が再びほぼゼロになるまで冷まします。次に、熱電対の先端を角氷に接触させ、メーターが示す電圧に注意してください。それは炎で得られた表示よりも大きいか小さいか？この電圧の極性は、炎によって生成される電圧とどのように比較されますか？
熱電対の先端を角氷に触れた後、指で挟んで温めます。体温に達するまでに少し時間がかかる場合がありますので、電圧計の表示を観察しながらしばらくお待ちください。
熱電対は、 ゼーベック効果のアプリケーションです。 ：ワイヤーの長さに沿った温度勾配に比例した小さな電圧の生成。 この電圧は、温度差の大きさとワイヤの種類に依存します。温度勾配から連続ワイヤの長さに沿って生成されるゼーベック電圧を直接測定することは非常に困難であるため、この実験では試みません。
熱電対は、一方の端で結合された2つの異なる金属でできており、接合部の温度に比例した電圧を生成します。ワイヤは異なる金属でできているため、接合部の温度が一定であることに起因する両方のワイヤに沿った温度勾配により、これらのワイヤの長さに沿って異なるゼーベック電圧が生成されます。
2つの自由なワイヤ端の間の結果として生じる電圧は差です。 2つのSeebeck電圧の間：
熱電対は、温度差と結果として生じる電圧の数学的関係が再現可能であり、かなり線形であるため、温度検出デバイスとして広く使用されています。電圧を測定することにより、温度を推測することができます。結合するさまざまな金属ペアを選択することで、さまざまな範囲の温度測定が可能です。
産業技術