均質導體定律

均質導體定律

由一種均質導體(或半導體)組成的閉合迴路,不論導體(或半導體)的截面積和長度如何,以及各處的溫度分布如何,都不能產生熱電勢,溫差電勢相抵消,迴路中總電勢為零。這就是均質導體定律。

基本介紹

  • 中文名:均質導體定律
  • 外文名:Homogeneous conductor law
  • 套用:熱電偶測溫
簡介,套用,推論,相關定律,

簡介

如果熱電偶迴路中的兩個熱電極材料相同,無論兩接點的溫度如何,熱電動勢均為零。對於兩種均質材料組成的熱電偶,其電勢大小與熱電極直徑、長度及沿熱電極長度上的溫度分布無關,只與熱電極材質和兩端溫度有關。
如果材質不均勻,則當熱電極上各處溫度不同時,將產生附加熱電勢,造成測量誤差,因此,熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質量的重要指標之一。

套用

若由一種材料組成的閉合迴路中存在溫度差時,如果迴路中產生熱電勢,便說明材料不是均質導體,即材料是不均勻的。在實際生產熱電偶材料的過程中,常使熱電極處於不均勻的溫度場中。若有電勢產生,則說明熱電極材料是不均勻的;若產生的電勢愈大,則不均勻性愈嚴重;產生的電勢愈小,材料的均勻性愈好。因此,該定律為檢查熱電極不均勻性,提供了理論根據。
另外,根據該定律還可知道:如果熱電偶是由兩種均質導體組成,則熱電偶的熱電勢僅與兩接點溫度有關,而與沿熱電極的溫度分布無關。反之,若在熱電偶迴路中,由於沿熱電極溫度場發生變化,而迴路中熱電勢也隨著變化,則說明組成熱電偶的電極是不均勻的。在實際檢定工作中,常採用改變熱電偶插入檢定爐深度的方法來判斷熱電偶的不均勻性。

推論

根據均質導體定律可以推論以下3點應引起注意:
(1)熱電偶必須由兩種不同材質的導體構成。
(2)如果熱電偶是由兩種均質導體組成,則熱電偶的熱電勢僅與兩接點間的溫度差有關,而與熱電極的粗細、長短和幾何形狀無關,也與沿熱電極的溫度分布無關。
(3)如果熱電偶的熱電極是非均質導體,則相當於不同性質的熱電極構成不同的熱電偶,在不均勻溫場測溫時將會造成測溫誤差。
從第(3)也可以知道:熱電極材料的均質性是保證熱電偶測量精度的重要指標。

相關定律

中間導體定律——如果在兩種導體組 成的閉合迴路中引入第三種導體,只要由此產生的兩個接點的溫度相同,則對原迴路的熱電勢值沒有影響。 此定律為藉助通用的導線來測定包括熱電偶在內的熱電勢值提供了依據。
中間溫度定律——如果構成熱電偶的兩種金 屬材料是均勻的且由其形成的兩個接點間的溫度差保持恆定,則當由此組成的閉合迴路中的某一部分置於 不同溫度下時,迴路所產生的熱電勢值不變。該定律為以熱電偶測量溫度提供了方便。

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