з спаїв підтримується при цілком певній постійній температурі T0 (наприклад, поміщається в тане лід) і вимірюється йде в замкнутому ланцюзі термоток
за допомогою гальванометра, як це зображено на рис.5.
Рис. 5.
У більш грубих технічних термопарах один з спаїв має просто температуру навколишнього середовища. Для підвищення чутливості термоелементів їх з'єднують послідовно в термобатареї (рис.6).
Рис. 6.
При прецизійних вимірах переважніше вимірювати термоток, а безпосередньо термоедс, компенсуючи її відомою електрорушійної силою.
4. Застосування ефекту Зеєбека
Явище Зеєбека який суперечить другому початку термодинаміки, так як в даному випадку внутрішня енергія перетворюється в електричну, для чого використовується два джерела теплоти (два контакти). Отже, для підтримки постійного струму в розглянутій ланцюга необхідно підтримувати сталість різниці температур контактів: до більш нагрітого контакту безперервно підводити теплоту, а від холодного - безперервно її відводити.
Явище Зеєбека використовується для вимірювання температури. Для цього застосовуються термоелементи, або термопари - датчики температур, що складаються з двох з'єднаних між ним з міжвузольні відстанями в решітці металу. Число електронів, що у дифузії через контактний шар, становить приблизно 2% від загального числа електронів, що знаходяться на поверхні металу. Настільки незначне зміна концентрації електронів в контактному шарі, з одного боку, і мала в порівнянні з довжиною вільного пробігу електрона його товщина - з іншого, не можуть привести до помітної зміни провідності контактного шару в порівнянні з іншою частиною металу. Отже, електричний струм через контакт двох металів проходить так само легко, як і через самі метали, тобто контактний шар проводить електричний струм в обох напрямках (1? 2 і 2? 1) однаково не дає ефекту випрямлення, який завжди пов'язаний з односторонньою провідністю.
За допомогою явища Зеєбека, крім температури, можна визначати і інші фізичні величини, вимірювання яких може бути зведене до виміру температур: сили змінного струму, потоку променистої енергії, тиску газу і т.д.
Для збільшення чутливості термоелементи з'єднують послідовно в термобатареи. При цьому, всі парні спаї підтримуються при одній температурі, а всі непарні - при іншій. Едс такої батареї дорівнює сумі термоедс окремих елементів.
Мініатюрні термобатареи (так звані термостолбіков) з успіхом застосовують для вимірювання інтенсивності світла (як видимого, так і невидимого). У з'єднанні з чутливим гальванометром вони мають величезну чутливістю: виявляють, наприклад, теплове випромінювання людської руки.
Термобатарея становить інтерес і як генератор електричного струму. Проте використання металевих термоелементів неефективно, тому для перетворення теплової енергії в електричну використовуються напівпровідникові матеріали.
Створення високоефективних термоелектричних перетворювачів енергії є однією з актуальних технічних завдань. Фундаментальні та прикладні дослідження, спрямовані на її вирішення, ведуться як в університетських лабораторіях, так і в дослідницьких центрах фірм займаються виробництвом електроніки, автоматики та іншої висок...
