 |
Экспериментальная часть
|
|
|
|
Для исследования явления Зеебека используется термопара медь-константан, имеющая практически линейную зависимость термо-ЭДС от разности температур контактов и достаточно большое значение коэффициента Зеебека a.
Холодный спай термопары помещается в теплоизолированный стакан с тающим льдом (рис.3), температура которого близка к 0 °С. Второй спай вместе с термометром погружен в налитую в электрочайник воду. Измерения температуры проводятся с помощью термометра, а термо-ЭДС – с помощью милливольтметра, смонтированного на лабораторном стенде.
 |
Рис.3. Схема включения термопары
Явление Пельтье изучается с помощью элемента Пельтье, предназначенного для охлаждения небольших по протяженности объектов, например микросхем. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4. Контакты, в которых происходит выделение и поглощение тепла, расположены под металлическими площадками 1 и 2 (рис.4). При протекании тока одна из площадок нагревается, другая - охлаждается.
 |
Рис. 4. Схема опыта с элементом Пельтье
Для измерений элемент Пельтье смонтирован на радиаторе, обеспечивающем хороший теплообмен с атмосферным воздухом. Одна площадка, таким образом, находится при температуре, близкой к комнатной. Вторая термоизолирована слоем пенопласта, под которым в тепловом контакте с ней помещается один из спаев термопары. Второй спай помещается в стакан с тающим льдом.
Выполнение работы
Выполнение лабораторной работы начните со знакомства с лабораторным стендом, схема которого приведена на рис. 5.
Рис. 5. Передняя панель измерительного стенда
1. Градуировка термопары.
Чайник заполняется водопроводной водой и для этой начальной температуры проводится первое измерение. Значение температуры снимите с термометра, который помещен в чайник, а значения термо-ЭДС - с измерительного стенда. Для этого на панели стенда:
|
|
|
- включите тумблер «Сеть»;
- тумблер «Ток в образце» установите в положении «Выкл»;
- тумблер «Градуировка термопары – Измерение температуры» установите в положение «Градуировка термопары»;
- снимите значение термо-ЭДС в мВ.
После первого измерения включите чайник, вода подогревается. Второе и последующие измерения производите с интервалом в 100 до максимальной температуры» 70 0С.
На основе полученных данных постройте график зависимости термо-ЭДС от разности температур спаев термопары. Затем по графику определите коэффициент Зеебека для термопары.
2. Изучение элемента Пельтье.
Для проведения измерений выполните следующие переключения тумблеров на лабораторном стенде:
- тумблер «Сеть» - в положение «Вкл»
- тумблер «Ток в образце» - в положении «Вкл»
- тумблер «Градуировка термопары – Измерение температуры» - в положение «Измерение температуры»
Ручка «Регулирование тока в образце» на лабораторном стенде позволяет менять направление и силу тока в образце. Меняя ее положение, снимите зависимость термо-ЭДС 
(мВ)от силы тока в образце 
(А), выполняя измерения не менее чем в 7-8 точках. Силу тока изменяйте от (-1,4 А) до 0,7 А(не больше!). Измерения начните с отрицательных значений тока. Выставив очередное значение тока, дождитесь, пока значение термо-ЭДС перестанет меняться (примерно 5-7 мин).
Используя значение коэффициента a из первого упражнения, рассчитайте температуру теплоизолированной площадки. Постройте график температуры теплоизолированной площадки в градусах Цельсия от силы тока, протекающего через элемент Пельтье.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Астрель, АСТ. 2003 – кн.5, § 9.4
|
|
|
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - §§ 104 -106.
3. Калашников С.Г. Электричество. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - § 198, 199.
|
|
|
