ترمو الکتریسیته

 مدار بندی

توضیحات

انتهای سیم مسی و سیم آهنی را به همدیگر بتابانید. هر کدام ازدو انتهای باز سیمها را به یک پایه ترمینال متصل نماید. ولتمتر را بر روی کمترین درجه اندازه گیری قرار داده و آن را به ترمینالها متصل کنید. ولتمتر باید عددی نزدیک به صفر رانشان بدهد.

آنچه شما درست کرده اید در حقیقت یک ترموکوپل ساده است و می تواند ولتاژی کوچک متناسب با تفاوت دما بین ترمینال و انتهای به هم تابیده دو سیم را ایجاد کند. هنگامی که سرتابیده سیمها درجه حرارتی تقریبا برابر با ترمینال دارد ولتاژی ایجاد نمی شود و عددی بر روی ولتمتر خوانده نمی شود.

حال شمع را روشن کنید و دوسر به هم تابیده سیمها را بر روی شعله آن بگیرید. عددی بر روی نمایشگر ولتمتر ظاهر خواهد شد. شعله را دور کنید و اجازه دهید تا سیم خنک شده و ولتمتر دوباره عدد صفر را نشان دهد. حال یک قطعه یخ بر روی ترموکوپل تان قرار دهید و ولتاژ ولتمتر را بخوانید. ولتاژ خوانده شده در این حالت بیشتر است یا در حالتی که ترموکوپل بر روی شعله شمع قرار داشت؟ قطبهای این ولتاژ را چگونه باید زمانی که ولتاژ توسط شعله ایجاد شده بود مقایسه کرد؟

حال سرترموکوپل را بین انگشتان تان بگیرید ودقت کنید که ولتاژ خوانده شده چگونه تغییر می کند.

ترموکوپل وسیله ای است که بر اساس اثر سیبک (Seebeck) کار می کند: تولید ولتاژی اندک ولی متناسب با گرادیان حرارت در طول یک سیم. این ولتاژ بستگی دارد به اندازه تفاوت درجه حرارت بین دو سر سیم و جنس آن. اندازه گیری مستقیم ولتاژ سیبک تولید شده در طول یک سیم ناشی از گرادیان حرارت بسیار مشکل است و در این آزمایش به آن نمی پردازیم.

ترموکوپلها از دو فلز متفاوت درست می شوند که در یک انتها به هم وصل هستند و ولتاژی متناسب درجه حرارت نقطه اتصالشان را ایجاد می کنند. گردایان حرارت در طول دو سیم در اثر یک درجه حرارت ثابت در نقطه اتصال ،ولتاژهای سیبک جداگانه ای را طول سیم ها به وجود می آورد چرا که سیم ها از فلزاتی مختلف ساخته شده اند. ولتاژ منتجه بین دو سر آزاد سیمها تفاوت بین دو ولتاژ سیبک حاصله در هر یک از سیم هاست.

ترموکوپلها به صورت گسترده ای به عنوان سنسورهای حرارت بکار می روند چراکه رابطه ریاضی بین تفاوت درجه حرارت و ولتاژ بوجود آماده قابل تکرار و خطی است. با اندازه گیری ولتاژ ممکن است که درجه حرارت را اندازه گیری کرد. با استفاده از ماده های گوناگون به عنوان سیمهای ترموکوپل می توان درجه حرارتهای متفاوتی را اندازه گیری کرد.

 منبع:

http://www.allaboutcircuits.com/vol_6/chpt_3/10.html