ידע הקשור לצמד תרמי

שני מוליכים בעלי הרכבים שונים (הנקראים חוטי צמד תרמי או אלקטרודות תרמו-אלקטריות) מחוברים בשני הקצוות ליצירת מעגל. כאשר הטמפרטורה בצומת שונה, נוצר כוח אלקטרו-מוטיבי במעגל, אשר נקרא אפקט תרמו-אלקטרי, וכוח אלקטרו-מוטיבי זה נקרא הפוטנציאל התרמו-אלקטרי. צמדים תרמיים משתמשים בעקרון זה למדידת טמפרטורה, כאשר הקצה המשמש ישירות למדידת הטמפרטורה של המדיום נקרא קצה העבודה (הידוע גם כקצה המדידה), והקצה השני נקרא הקצה הקר (ידוע גם כקצה הפיצוי ); הקצה הקר מחובר למכשיר התצוגה או למכשיר התומך, ומכשיר התצוגה יציין את הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי.
צמד תרמי הוא למעשה ממיר אנרגיה הממיר אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית, ומשתמש בפוטנציאל התרמואלקטרי הנוצר למדידת טמפרטורה. לגבי הפוטנציאל התרמו-אלקטרי של צמד תרמי, יש לשים לב לבעיות הבאות:
1: הפוטנציאל התרמו-אלקטרי של צמד תרמי הוא ההבדל בתפקוד הטמפרטורה בין קצה העבודה של הצמד התרמי, ולא פונקציה של הפרש הטמפרטורה בין הקצה הקר לקצה העבודה של הצמד התרמי;
2: גודל הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שנוצר על ידי צמד תרמי, כאשר החומר של הצמד התרמי אחיד, אינו קשור לאורכו ולקוטר של הצמד התרמי, אלא רק להרכב החומר התרמי ולהפרש הטמפרטורה בשני הקצוות ;
3: כאשר נקבע הרכב החומר של שני חוטי הצמד התרמי של הצמד התרמי, גודל הפוטנציאל התרמו-אלקטרי של הצמד התרמי קשור רק להפרש הטמפרטורה של הצמד התרמי; אם הטמפרטורה של הקצה הקר של הצמד התרמי נשארת קבועה, הפוטנציאל התרמו-אלקטרי של הצמד התרמי הוא רק פונקציה של ערך יחיד של טמפרטורת הקצה של העבודה. הלחמו שני חומרים שונים של מוליכים או מוליכים למחצה A ו-B יחד כדי ליצור מעגל סגור, כפי שמוצג באיור. כאשר קיים הפרש טמפרטורה בין שתי נקודות החיבור 1 ו-2 של המוליכים A ו-B, נוצר כוח אלקטרו-מוטיבי בין השניים, וכתוצאה מכך זרם בגודל משתנה במעגל. תופעה זו נקראת האפקט התרמו-אלקטרי. צמדים תרמיים פועלים על ידי ניצול אפקט זה.
איזה צמד תרמי? זה מתחיל עם העיקרון של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי. תרמו-חשמל הוא אלמנט חישת טמפרטורה הממיר אותות טמפרטורה לאותות של כוח אלקטרו-מנוע תרמו-אלקטרי, אשר מומרים לאחר מכן לטמפרטורת המדיום הנמדד באמצעות מכשירים חשמליים. העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי הוא ששני מוליכים הומוגניים בעלי הרכבים שונים יוצרים מעגל סגור. כאשר יש שיפוע טמפרטורה בשני הקצוות, יהיה זרם שעובר במעגל, ויהיה כוח אלקטרו-מוטיבי של Seebeck - כוח אלקטרו-מוטיבי תרמו-אלקטרי - בין שני הקצוות, אשר נקרא אפקט סיבק. שני מוליכים הומוגניים בעלי הרכבים שונים הם אלקטרודות תרמו-אלקטריות, כאשר קצה העבודה בטמפרטורה הגבוהה יותר והקצה החופשי בטמפרטורה הנמוכה יותר. הקצה החופשי נמצא בדרך כלל בטמפרטורה קבועה. על פי הקשר הפונקציונלי בין כוח אלקטרו-מנוע תרמו-אלקטרי לטמפרטורה, צור טבלת כיול של צמד תרמי; טבלת הדירוג מתקבלת בתנאי של טמפרטורת סיום חופשית של 0 מעלות, ולצמדים תרמיים שונים יש טבלאות סיום שונות. כאשר חומר מתכת שלישי מחובר למעגל הצמד התרמי, כל עוד הטמפרטורה של שני המגעים של החומר זהה, הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי יישאר ללא שינוי, כלומר לא מושפע מהחיבור של השלישי. מתכת למעגל. לכן, כאשר משתמשים בצמדים תרמיים למדידת טמפרטורה, ניתן לחבר מכשיר מדידה, ולאחר מדידת הכוח האלקטרו-מנוע התרמו-אלקטרי, ניתן לקבוע את הטמפרטורה של המדיום הנמדד.