Dòng nhiệt điện

Cặp nhiệt điện, suất nhiệt điện động:mA a Cặp nhiệt điện: Gồm hai dây dẫn kim loại khác nhau cho tiếp xúc với nhau ở hai đầu tạo thành mạch kín... Nếu giữ cho hai đầu mối hàn ở nhiệt độ

Trong thời đại kỹ thuật hiện nay việc sử dụng các loại nguồn điện và việc chế tạo chúng không phải là điều khó khăn Có rất nhiều loại nguồn điện khác nhau như: pin, ắc quy, các nhà máy điện,

Đặt vấn đề:

Bây giờ giả sử chúng ta có hai dây kim loại khác nhau về bản chất, liệu rằng chúng ta có thể biến nó thành một nguồn điện được không?

Bµi 37:

Dßng nhiÖt ®iÖn

1 Cặp nhiệt điện, suất nhiệt điện động:

mA

a) Cặp nhiệt điện:

Gồm hai dây dẫn kim loại khác nhau cho tiếp xúc với nhau ở hai đầu tạo thành mạch kín

Nếu giữ cho hai đầu mối hàn ở nhiệt độ khác nhau thì trong mạch xuất hiện dòng

điện

Điều đó chứng tỏ trong mạch xuất hiện một suất điện động:

Suất điện động này gọi là suất nhiệt

điện động

Dòng điện sinh ra trong trường hợp này gọi là dòng nhiệt điện

Cặp nhiệt điện còn được gọi là pin nhiệt

điện

b) Đặc điểm của suất nhiệt động:

Độ lớn của suất nhiệt điện động phụ thuộc vào bản chất của hai thanh kim loại Phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn: Độ chênh lệch càng lớn thì dòng điện càng lớn

Khi nhiệt độ giữa hai mối hàn không quá lớn thì suất nhiệt động phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ đó

Vd: Khi ∆t = 1000 C thì suất nhiệt điện động của cặp:

Býtmút - Stibi là 11 mV

Đồng - Congxtan là 4 mV

2 Giải thích sự xuất hiện của suất nhiệt

điện động:

+ +

E

Hai kim loại khác nhau

thì mật độ electron ở hai

thanh là khác nhau nA,

nB Ta giả sử nA > nB

Vì có chuyển động nhiệt nên các electron khuếch tán từ A sang B và ngược lại

A tích điện dương vì thiếu electron, còn B tích điện âm do thừa electron ⇒ tại chỗ tiếp xúc một điện trường hướng từ A sang B

Điện trường tăng dần ngăn cản sự khuếch tán electron từ A ⇒ B và tăng cư ờng dòng khuếch tán từ B ⇒ A

E 

Điện trường tăng đến giá trị ổn định thì dòng khuếch tán từ A sang B bằng dòng khuếch tán từ B sang A

E 

Kết quả:

Khi đó giữa hai thanh kim loại có một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế tiếp xúc (Utx)

Hiệu điện thế này phụ thuộc vào bản chất của hai kim loại và nhiệt độ của mối hàn

Cho hai ®Çu cßn l¹i cña A, B tiÕp xóc nhau

(nh­ h×nh vÏ)

+

-A

B

+

-Utx1 Utx2

B

+

+ +

-G

Khi nhiệt độ của hai mối hàn bằng nhau thì Utx1 = Utx2 nhưng trái dấu nhau do đó không có dòng nhiệt điện

Khi nhiệt độ ở hai mối hàn khác nhau thì

Utx1 # Utx2 làm xuất hiện suất điện động bằng hiệu hai hiệu điện thế giữa hai mối trong mạch ⇒ Trong mạch xuất hiện dòng

điện

Độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối

3 ứng dụng:

- Dùng làm nguồn điện

+ Để có suất điện động lớn người thường ghép nhiều cặp nhiệt điện với nhau hay dùng bán dẫn để thay cho kim loại

A B

- Dùng để đo nhiệt độ

Vì Utx phụ thuộc vào hiệu

nhiệt độ của mối hàn ⇒ đo đư

ợc Utx ta có thể xác định được

nhiệt độ của mối hàn Sử dụng

tính chất này ta có thể đo được

nhiệt độ của những vật có

nhiệt độ cao ví dụ như: lò