熱電偶的原理與特點之二
1.接觸電動勢(珀爾帖電勢)
導體內部的電子密度是不同的,當兩種電子密度不同的導體,4與B相互接觸時,就會發生自由電子擴散現象,自由電
子從電子密度高的導體流向電子密度低的導體。電子擴散的速率與自由電子的密度及所處的溫度成正比。假如導體A與B
的電子密度分別為Ⅳ。、NB、并且,N^>NB,則在單位時間內,由導體A擴散到導體B的電子數比從日擴散到A的電子
數多,導體A因失去電子而帶正電,B因獲得電子而帶負電因此,在A和曰間形成了電位差(如圖4-2所示)。
一旦電位差建立起來之后,將阻止電子繼續由A向曰擴散。在某一溫度下,經過一定的時間,電子擴散能力與上述電場阻力
平衡,即在4與曰接觸處的自由電子擴散達到了動平衡,那么,茌其接觸處形成的電動勢,稱為珀爾帖電勢或接觸電勢,用
符號IIAB (T)表示。由電子理論IIAB。占可用下式表
式中 k-玻耳茲曼常數,等于1. 380658×10 - 23 J/K;
e-元電荷,等于1.60217733×10- a9C;
NA NB-在溫度為T時,導體A與B的電子密度;
-接觸處的溫度(K)對于導體4,曰組成的閉合回路(見圖4-3),兩接點的溫度分別為r,71。時,則相應的珀爾帖電
勢分別為
而IIAB(丁)與IIAB(T0)的方向相反,所以,回路總的珀爾帖電勢為
由式(4-3)看出:熱電偶回路的珀爾帖電勢只與導體的性質和兩接點的溫度有關。溫差越大,接觸電勢越大,兩種導體電子
密度比值越大,接觸電勢也越大。
如果A,B兩種導體材質相同,即NA=NB,則IIAB(T)- IIAB (To)=0。
如果A,B的材質不同,但兩端溫度相同,即T= To,則IIAB(T)- IIAB (To)=0

