Терможұпты градуирлеу және дененің температурасын анықтау.

Екі ұшы дәнекерленген әр текті металдан тұратын құралда электр энергиясы дененің ішкі энергиясынан пайда болады, температураның айырымы терможұп немесе термоэлемент деп аталады.

Терможұптар кең интервалда (-270-тен +1500⁰С-ке дейін) температураны өлшеу үшін қолданылады.

Егер дәнекерлеу арқылы жартылай өткізгішті терможұпқа бөгде көзден кемтікті электронды (термотоктың бағытына қарсы болса) жартылай өткізгішке тұрақты ток жіберсек онда сәйкес жартылай өткізгіштерде токтан пайда болған кемтік пен электрондар байланысқан дәнекерлеуде кездесіп рекомбинацияланады. Бұл жағдайда потенциалдық энергия кинетикалық сияқты жылуға айналады да, дәнекерлеу қызады. Кері бағытта дәнекерлеуде токтан электрон кемтік жұбы энергия шығындалып пайда болады. Дәнекер суиды. Бұл құбылыс Пельтье эффектісі деп аталады. Терможұпты температураны өлшеуге қолдану үшін бөліктеуге тура келеді. Ол үшін тізбекте пайда болған терможұптағы (немесе гальванометрдің ауытқуына сәйкес) қыздырылған дәнекерлеудің температурасының айырмасы мен дәнекерлеудің тұрақты температурасының ЭҚК-і арасындағы тәуелділікті аламыз. Термоэлектрқозғаушы күшті өлшеу үшін гальванометр (милливольтметрлер) немесе потенциометр қолданылады.

2- суреттегі схеманы қарастырайық. Бұл сызбада А және В қыздырылған және тұрақты температураларға сәйкес дәнекерлері, Г-гальванометр, R_қос- гальванометрдің ауытқуын болдырмас үшін тізбекке ендірілген қосымша кедергі. Қыздырылған дәнекерді тұрақты қыздырылатын сұйықтығы бар ваннаға салса, басқасы – термостатталады. Ваннаның температурасы термометрмен өлшенеді.

Бөліктеу гальванометрдің ауытқуы немесе қыздырылған дәнекердегі температураның термоэлектрқозғаушы күшінің шамасы арқылы жүзеге асырылады.

Градуирлеудің қорытындысын график көрсетеді: горизонталь оське қыздырылған дәнекердің температурасы салынса, вертикаль оське гальванометрдің ауытқуы немесе термо ЭҚК-ң шамасы салынады.

Е термо ЭҚК-і температураның онша үлкен емес өзгерулерінде t₂-t₁ температураларының айырмасына пропорционал өзгереді:

Е=K_T (t₂-t₁)

Онда шектелген температура интервалында терможұптың ЭҚК-ң қыздырылған дәнекерлеудің температурасына тәуелділігі түзу сызық болады. Кең температура интервалында көптеген терможұптарда пропорционалдылықтан ауытқулар байқалады.

Терможұпты бөліктеу қорытындысынан терможұптың ЭҚК-не сәйкес1⁰С қыздырылған дәнекерлеудің температура өзгерісін, терможұптың заттың табиғатына тәуелді К сезгіштігін, есептеуге болады:

мұндағы гальванометрмен өлшенген I-ток күші, R_T-терможұптың кедергісі, -гальванометрдің орамдарының кедергісі, -қосымша кедергі. Берілген шамалардың мәндері берілген, терможұптың К сезгіштігін анықтау үшін шаманы анықтауымыз керек. Ол n- гальванометрдің ауытқуымен терможұптың қыздырылған дәнекерлеуінің t⁰ температурадағы тәуелділік графигінен табылады.

Зертханалық жұмыстың орындалу тәртібі:

Тапсырма. Термисторды бөліктеу

1.

Құрылғының схемасын жинақтау (3 сурет)

мұндағы -кедергі магазині, R₁, R₂-тұрақты кедергілер, - металдан жасалған жылукедергілер, Г-гальванометр, Н-қыздырғыш, К-кілт.

2. Жылу кедергілерден және қыздырғыштан тұратын ыдыстағы судың бастапқы t⁰ температурасын белгілеу, көпірді бейтараптандыру. Жылукедергі R-дің мәнін жазу. Ол келесі формула бойынша анықталады.

R _t= онда R₁=R₂ болғандықтан R _t= R _m

3. Суды қайнағанға дейін қыздыра отырып, әрбір 20-25 с сайын термистордың

кедергісін өлшеп отыру.

4. Алынған нәтижелерді 1 кестеге жазып толтыру.

Rt (Ом)
t^0C

5. Өткізгіштер кедергілерінің температураға тәуелділік графигін тұрғызу.

6. Кедергінің жылулық коэффициентін мына формуламен анықтау

(1)

мұндағы R_t- t₂ температурадағы кедергі,

R₀- t₀ температурадағы бастапқы кедергі .

II. Тапсырма Терможұпты бөліктеу

1. Терможұптың ұштарын суы бар ыдыстарға салып, екі ыдыстағы температураны өлшейміз

2. Суы қайнағанға дейін әр бір 20-25с сайын гальванометрдің әр бір ауытқу бөлігін өлшеп, 2-ші кестеге жазамыз.

t^0C
n (бөл)

3. Терможұптың сезгіштігін мына формуламен анықтаймыз:

(2)

мұндағы С - гальванометрдің құн бөлігі бөлік,

R₂ - гальванометрдің орамының кедергісі (140 Ом),

R_қос – қосымша кедергі (0 Ом),

R_t – терможұптың кедергісі (2 Ом).

4. n=f (t⁰C) тәуелділік бойынша график тұрғыз, қорытынды жаса.

Есептер:

1. Электрлік су қайнатқыш кернеуі 120В-ке ток күші 4,0А-ге негізделген. Су қайнатқыштың қыздыру элементін дайындау үшін нихром өткізгіштің ұзындығы мен қима ауданын табыңыз. Егер ток тығыздығы , нихромның меншікті кедергісі .

2. Металл өткізгіштегі электрон қозғалысының орташа жылдамдығын анықтаңыз. Өткізгіш бойымен 12 А ток жүреді. Егер өткізгіште бірлік көлемде бос электрон болса, өткізгіш қимасы S=0,25 см². Электрон заряды

3. Диодта электрон анодқа 8 Мм/с жылдамдықпен ұшып келді. Анодтағы кернеу неге тең?

4. Иондалған камераның ішінде орналасқан жазық электродтардың ара қашықтығы . Осы элетродтар арасында тығыздығы тең қанығу тоғы ағып жатыр. 1 с ішінде 1см³ кеңістікте ионизатор әсерінен пайда болатын иондардың орташа саны неге тең? Иондар зарядының шамасы электрон зарядына тең.

Дата добавления: 2015-08-13