I Pracownia fizyczna U. O. ćwiczenie nr 3

I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
3-E (elektryczność)
CECHOWANIE TERMOPARY I WYZNACZANIE TEMPERATURY INWERSJI
(WERSJA SKRÓCONA)
I.
1.
2.
3.
4.
Zagadnienia:
Zjawisko Seebecka, Peltiera i Thomsona.
Termoogniwa.
Inwersja termoelektryczna.
Zastosowanie termopary.
II. Literatura:
1. Podręczniki kursowe.
2. A. Zawadzki, H. Hofmokl, Laboratorium fizyczne.
III. Wykonanie ćwiczenia:
1. Badaną termoparę (Fe–Cu) połączyć z miliwoltomierzem cyfrowym a termoparę wzorcową
(Fe–konstantan) połączyć z miernikiem wyskalowanym w stopniach według schematu 1.
Spojenia obu termopar są umieszczone w piecyku.
Schemat 1
2. Włączyć piecyk do sieci poprzez autotransformator. W odstępach 20°C odczytywać temperaturę ts
i odpowiadające jej wskazania miliwoltomierza U.
Pomiary należy rozpocząć przy napięciu 50 V (na autotransformatorze) a następnie w miarę potrzeby
zwiększać je (Umax≤200 V) zapewniając stały wzrost temperatury aż do osiągnięcia temperatury
inwersji (zmiana znaku siły termoelektrycznej). Przeprowadzić pomiary dla temperatur
wzrastających od temperatury otoczenia do temperatury inwersji.
–1–
I Pracownia fizyczna U. O.
IV.
ćwiczenie nr
3-E (elektryczność)
Opracowanie wyników pomiarów
1. Obliczyć Q = Ts - Tot
gdzie:
Ts – temperatura spojenia gorącego, Tot – temperatura otoczenia,
2. Wykreślić krzywą U = f(Q).
Z krzywej wyznaczyć temperaturę inwersji Qi (punkt przecięcia z osią Q) i temperaturę punktu
obojętnego Qo (wierzchołek paraboli).
3. Obliczyć współczynniki termoelektryczne k1 i k2 z układu równań (2, 3):
k1 + k 2Qi = 0
(2)
k 1 Q o + k 2 Q o2 = U max
(3)
5. Porównać obliczone wartości k1 i k2 z wartościami tablicowymi.
(Sz. Szczeniowski – Fizyka doświadczalna tom III).
6. Oszacować niepewności pomiarów.
–2–
I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
3-E (elektryczność)
Imię i Nazwisko: .....................................
Rok i Kierunek:.......................................
CECHOWANIE TERMOPARY I WYZNACZANIE TEMPERATURY INWERSJI
Tabela 1. Wyniki pomiarów.
temperatura
spojenia gorącego Ts
[°C]
[K]
Q
siła termoelektryczna
U
[K]
[mV]
–3–
Temp.otoczenia
Tot =
I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
3-E (elektryczność)
Tabela 2. Porównanie wyników z wartościami tablicowymi.
k1 (obliczone)
[
]
k1 (tablicowe)
[
k2(obliczone)
]
[
Wnioski
–4–
]
k2(tablicowe)
[
]