Эквивалентная электрическая схема термопары:
Рис.4.2 эквивалентная электрическая схема термопары U – потенциометр; i – ток в контуре
eBA2 , eBA1 – скачки ЭДС в месте контактов – спаев
Запишем закон Вольта для данной цепи: U = E = eAB(T1) + eBD(T2) + eDE(T3) + eEC(T3) + eCA(T2) =
= eAB(T1) + eBD(T2) + eDC(T3) + eCA(T2)
eAB(0) + eBD(0) + eDC(0) + eCA(0) = 0
Вычитая из первого равенства второе, получаем: U = EАB(T1, 0) + EBD(T2, 0) + EDC(T3, 0) + ECA(T2, 0)
Для определения термоЭДС воспользуемся стандартными функциями преобразования ЕХN (Т,0С) и ЕYN (Т,0С), где N – нормальный электрод из платины:
ЕКN(100,0) = -4,5 мВ [табл.П4-7,Л6]
ЕХN(100,0) = 2,4 мВ
ЕХК(600,0) = 49,11 мВ
ЕКОН N(100,0) = -3,4 мВ
ЕМN(100,0) = 0,76 мВ
примем, что для материалов манганин и константан ЕХN (Т,0С) меняется линейно в интервале 0…100 0С.
ЕКОН N(20,0)= -3,4/5= -0,68 мВ
ЕМN(20,0)= 0,76/5= 0,15 мВ
К-копель
Х-хромель
Кон- константан
М- манганин
а) С-манганин D- константан
EBD(T2, 0) = ЕК КОН(100,0) = EКN(100, 0) – EконN(100, 0) = - 4,5 мВ – (-3,5) мВ = -1,1 мВ
EDC(T3, 0) = ЕКОН М(20,0) = ЕКОН N(20,0) – EМN(20, 0) = -0,68 мВ - 0,15 мВ = -0,83 мВ
ECA(T2, 0) = ЕМХ(100,0) = ЕМN(100,0) – EХN(100, 0) = 0,76 мВ -2,4 мВ = -1,64 мВ
U = ЕХК(600,0) + ЕК КОН(100,0) + ЕКОН М(20,0)+ ЕМХ(100,0) =
= 49,11 мВ – 1,1 мВ – 0,83 мВ - 1,64 мВ = 45,54 мВ
б) С- константан D- манганин
EBD(T2, 0) = EКМ(100, 0) = EКN(100, 0) – EМN(100, 0) = - 4,5 мВ – 0,76 мВ = - 5,26 мВ
EDC(20, 0) = EМ КОН(20, 0) = 0,83 мВ
ECA(100, 0) = ЕКОН Х(100,0) = EКОН N(100, 0) – EХN(100, 0) = -3,4 мВ -2,4 мВ = -5,8 мВ
U = ЕХК(600,0) + EКМ(100, 0) + EМ КОН(20, 0) + ЕКОН Х(100,0) =
= 49,11 мВ – 5,26 мВ + 0,83 мВ – 5,8 мВ = 38,88 мВ
в) термоЭДС того же термометра, но без удлиняющих термоэлектродных проводов:
EХК(600, 20) = EХК(600, 0) – EХК(20, 0) = 49,11 – 1,31 = 47,8 (мВ)