温差电动势

同时，注意温度计，每到△ti =(ti－t0)为5的整数倍时，就记录一次热电偶的热端温度ti和温差电
动势Ex值；（即从t0开始，温度每升高5℃，就记录一组温度、电动势数据；）
注意：
1）Ex值等于读数盘Rk的“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”读数和； 2）不要让“Ⅲ”盘的游标0点指到“Ⅲ”盘的刻度缺口，此时检流计是断路。 3）“Ⅲ”盘“100”刻线之后，还有5条刻线，是用于游标读数的；如果 “Ⅲ”盘主尺读数超出第100刻线，不读这几条刻线，而是将“Ⅲ”盘调到0 附近，同时将“Ⅱ”盘读数向高位进一位； 4）如果没有记录到要求的温度下的Ex值，可在旁边补点，比如漏测25℃ 的Ex值，可补26℃的Ex值。也可在最后补几个点； 5）要连续记录6组满足条件的ti和Ex值。 方法：为防止错过读数时间，可以每当温度距离测量点温度值差2 度时，关掉电炉的电源，边看温度计，边调电位差计，读数后，再开始 加温；
5、实验结束时：
1) 将S2指示在“断”的位置上。
2) 松开检流计开关S1的“粗”、“细”按钮。 3) 按照规定方法拆线，一根线的两头都拆掉以后，再拆另一根。尤其是
标准电池；
4）工作电源E、检流计、电炉关掉开关；（新电位差计断掉开关；） 注意事项：
1）本实验用到220V交流电源及电炉，要注意安全。
3. “校准”工作电流： 1）开关S2旋至“标准”位置。
2）断续按下S1的“粗”按钮，依次调节工作电流调节盘Rp的Rn1（粗）、Rn2（中）、Rn3（细），
即粗、中、细三个可调电阻，使检流计指零。 3) 按下S1的“细”按钮，依次调节Rn1（粗）、Rn2（中）、Rn3（细），使检流计精确指零。 4. 测量温差电动势：
（2）其他设备： 1）标准电池的使用： 标准电池必须正立，不能摇动、振动或倾斜超过30°。

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【预习思考题】
• （1）你如何理解模拟法？它的适用条件
是什么？
• （2）能否用直流电压表对静电场直接测
量？为什么？
• （3）用稳恒电流场模拟静电场的实验条
件有哪些？
制作：黄 勇 武汉理工大学物理实验中心
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4. 加热测量
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注意事项
电源, 热电偶的极性均不得接反。 电热杯禁止空烧。温度计不能与电热杯底部接触。
电热杯水量不要超过杯子的三分之二，以免沸水溢出烫伤. 每次测量时，一定要等温度稳定后再读数。
温度稳定的主要标志是：按钮按下时检流计指针基本不动. 应预先将电位差计的示值调到相应位置， 等温度达到预定值时，再微调电位差计，以免损坏检流计. 教师检查数据后才能拆除电路，将面板上“倍率”开关旋到“断”
实验3.9 电位差计测量温差电动势
❖实验简介 ❖实验目的 ❖实验原理 ❖实验仪器
❖实验内容 ❖注意事项 ❖数据处理
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实验简介
1821年德国物理学家塞贝克（T J Seeback）发现：当 两种不同金属导线组成闭合回路时，若在两接头维持 一温差，回路就有电流和电动势产生，后来称此为塞 贝克效应。其中产生的电动势称为温差电动势，上述 回路称为热电偶 金属的赛贝克效应主要用于温度测量， 而半导体则用于温差发电
6
实验仪器
UJ-36型电位差计（1号1.5V电池4节，9伏电池2节） 热电偶及加热装置，温度计
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实验内容
1. 连接电路
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实验内容
2. 校准工作电流
先将电位差计上功能开关 K调至“标准”， 调节面板右上角的“电流调节”旋钮， 使检流指“0”，此时工作电流即调好了
3. 测出室温下的初始电动势
先将K拨至“未知”，然后，调节右下方的读数盘， 使检流计指“0”，同时读出温， 若电势差太小，请选用×0.2

接触电动势和温差电动势的产生原理1. 概述电动势是指导致电荷在导体中移动的力，是电动力和电荷单位正电荷之间的关系。

电动势可以由多种方式产生，其中包括接触电动势和温差电动势。

本文将重点探讨接触电动势和温差电动势的产生原理及其相关知识。

2. 接触电动势的产生原理接触电动势是由两种不同金属直接接触时产生的电动势。

在接触处，金属之间的电子会发生迁移，导致带电情况发生变化，从而产生电动势。

接触电动势的产生原理主要包括以下几点：2.1 费米能级对齐原理费米能级是指在固体中，占据能级和未占据能级之间的分界线。

当两种不同金属直接接触时，它们的费米能级会趋向对齐。

如果两种金属的费米能级相差较大，电子将会从费米能级较低的金属向费米能级较高的金属转移，产生电势差。

2.2 阻隔层效应在两种不同金属直接接触时，通常会形成一个非导电的氧化层或其他低导电性物质的薄膜，称为阻隔层。

这个阻隔层会阻碍电子的自由传输，从而产生电势差。

2.3 温度效应接触电动势还会受到温度的影响。

温度升高会使金属内部的电子迁移速度增加，从而增强接触电动势的大小。

3. 温差电动势的产生原理温差电动势是在金属导体中，由于导体两端温度不同而产生的电动势。

其产生原理主要包括以下几点：3.1 热电效应热电效应是温差电动势产生的基础。

当导体两端温度存在差异时，导体中的自由电子会受到热运动的影响，从而产生电势差。

热电效应是温差电动势产生的主要机制之一。

3.2 Seebeck效应Seebeck效应是指在金属导体中，当两个不同金属导体的温度存在差异时，会产生由温度差引起的电势差。

Seebeck效应是温差电动势的重要表现形式，也是温差电动势产生的重要原理之一。

3.3 Thompson效应Thompson效应是指在导体内部存在温度梯度时，会产生由温度梯度引起的电势差。

Thompson效应也是导致温差电动势产生的重要原理之一。

4. 总结接触电动势和温差电动势的产生原理是电磁学中的重要知识点，对于理解电动势的产生机制与特性具有重要意义。

温差电动势实验结果分析电动势是一种重要的物理量，它反映了导体内某种电荷分布所引起的势能。

它与电容器、晶以及其他电子器件等有着密切的关系，在工程应用中发挥着重要作用。

为了研究和探究电动势的特点和性质，本实验就利用室温梯度做电动势研究。

本实验利用两个恒温热源，一个低温，一个高温，设置在池水上，在池水中放置探针，分别监测温度。

实验结果显示，当温差越大时，池水中温度的变化就越大，最高温差可达6℃。

在温度梯度下，除了中间水层以外，上层和下层水层仍然有一定的温度梯度，这也证明出温度梯度会引起电动势的形成。

实验结果还显示，温差的大小会直接影响电动势的大小和方向。

即使温度梯度会增大，在不同的温差下，也会对电动势的大小和方向产生一定的影响。

另外，当温差增加时，温度变化的速率也会提高，从而影响电动势的变化。

温度在构成电动势中起着重要的作用，若采用正确的温度，则可以有效控制电动势。

此外，温差还会影响流体及其中的泡沫和颗粒的运动以及流场的结构，如果温差过大，会使流体中的泡沫及颗粒失去生成电动势的能力，从而影响其形成温度梯度电动势。

此外，温差还会影响物质守恒定律，如果温差过小，物质的变化会变得很慢，也会影响电动势的变化。

在实际的实验过程中，有必要考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。

本实验研究了温差电动势，其实验结果证明，温差会影响电动势的大小、方向和变化，必须考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。

在今后的研究中，还可以进一步研究其他因素，如湿度、材料的类型等对电动势的影响，从而更好地了解电动势的特性。

总之，本文研究了利用室温梯度作电动势研究的实验结果，发现温差的大小会影响电动势的大小和方向，在今后的实验中必须考虑温差的作用，以保证实验结果的可靠性。

同时，对温差电动势还有很多有待深入研究的内容，未来有望得出更多精确有效的研究结果。

温差能发电原理
温差能发电的原理是基于热电效应，热电效应是指当两种不同金属（或半导体）的接合处受到温度差异时，将会产生电动势，这个效应被称为塞贝克效应，并且是由于电子在两种金属之间的热运动差异而产生的，温差发电利用这种效应将温度差异转换成电能。

温差能发电原理如下：首先，将两种不同金属（或半导体）连接在一起，这被称为热电偶。

然后，将热电偶的一端暴露在高温环境中，将另一端暴露在低温环境中。

由于高温和低温之间存在明显的温度差异，因此在两个金属之间产生了一个电动势，即温差发电效应。

如果将热电偶的两端连接到一个电路中，就可以将电动势转化为电能，从而实现温差发电。

温差发电的原理是基于能带理论，其关键在于不同材料之间的电子能带结构。

材料的电子能带决定了其导电性能，能够产生热电效应的材料必须具有不同的电子能带结构。

在温度差异下，电子将从高温一侧向低温一侧运动，产生一个电动势。

在实际应用中，为了提高温差发电的效率，通常采用多个热电偶组成的热电堆来实现。

热电堆由多个热电偶串联组成，形成一个电压叠加的结构，可以将电动势累加起来，从而提高输出电压和功率。

此外，还可以采用一些技术手段，如热对流控制、热辐射控制等来提高温差效率。

总之，温差发电是一种将温度差异转换为电能的技术，其原理基于热电效应。

通过使用不同材料之间的热电偶组成的热电堆，可以将电动势累加起来，提高输出电压和功率。

虽然温差发电的效率较低，但其具有长寿命、可靠性高等优点，在某些特定的应用领域有一定的发展前景。

根据事先校准的数据,即可知道待测温 根据事先校准的数据 即可知道待测温 度.

材料C做成的两根导线中的汤姆孙 材料 做成的两根导线中的汤姆孙 电动势大小相等方向相反,互相抵消 而 电动势大小相等方向相反 互相抵消;而 互相抵消 的接头的温度相同,故 且C与A及C与B的接头的温度相同 故 与 及 与 的接头的温度相同 两个接头珀耳帖电动势的代数和等于A 两个接头珀耳帖电动势的代数和等于 与B直接连接在同一温度下产生的珀耳 直接连接在同一温度下产生的珀耳 帖电动势,因此同样材料 因此同样材料C做成的两根 帖电动势 因此同样材料 做成的两根 导线的插入并不影响电动势的数值. 导线的插入并不影响电动势的数值 温差电偶有热容量小,测温范围大 测温范围大, 温差电偶有热容量小 测温范围大 灵敏度与准确度高等优点. 灵敏度与准确度高等优点
电流经过导体时具有热效应,但是 电流经过导体时具有热效应 但是 为什么回会使水变成冰呢?二者 为什么回会使水变成冰呢 二者 之间是否矛盾呢?这种现象有又是 之间是否矛盾呢 这种现象有又是 什么原理呢?还有 电场和磁场有关, 还有,电场和磁场有关 什么原理呢 还有 电场和磁场有关 而电场又和温差有关,那么磁场和温 而电场又和温差有关 那么磁场和温 差又有没有关系呢? 差又有没有关系呢 可惜我是没找到答案,不知哪位 可惜我是没找到答案 不知哪位 同僚可否告知…… 同僚可否告知
Eb=Πab(T2)-Πab(T1)+E’b-E’a
这样的装置称为温 差电偶,电动势 电动势Eab 差电偶 电动势 则称为温差电动势. 则称为温差电动势
与珀耳帖电动势Eab相应外加力 相应外加力 与珀耳帖电动势 的指向如上图所示这时回路中由温差 电动势Eab引起的电流是顺时针方向 电动势 引起的电流是顺时针方向 的(汤姆孙电动势比珀耳帖电势小得 汤姆孙电动势比珀耳帖电势小得 电流的方向由珀耳帖电动势决定). 多,电流的方向由珀耳帖电动势决定 电流的方向由珀耳帖电动势决定 在高温处自周围物体吸收热量, 在高温处自周围物体吸收热量 在低出则向周围物体放出热量,二者 在低出则向周围物体放出热量 二者 的差便是维持稳恒电流所需电能的来 源.

温差电动势还可以用于制造温差热电转换器，这种转换器通常用于利用温差产生电能，例如汽车发动机热电转换器、工业废热利用系统等。
总的来说，温差电动势是一种具有广泛应用前景的能源转换技术，可以为我们提供更多的能源选择和节能减排的机会。
温差电动势 = 电解电势差 × 温度差 × 常数
其中，常数是指温度差对电动势的影响系数。常数的值通常在0.005~0.006之间，取决于所使用的金属。
温差电动势的产生可以用来制造温差电池，这种电池通常用于测量温度，例如温度计、温度传感器等。
此外，温差电动势还可以用于制造温差发电机，这种发电机通常用于利用低温热源产生电能，例如太阳能发电、生物质能发电等。
温差电动势产生原理
温差电动势是指当两种不同的金属在不同的温度下组成的电池，电池内部的金属间会产生电动势。这种电动势的产生是由于温度对金属电子的能量有影响，当温度升高时，动势。
温差电动势的大小取决于两种金属的电解电势差以及温度差。电解电势差是指两种金属在同一温度下组成的电池内部的电动势。温度差则是指两种金属在不同温度下组成的电池内部的电动势。因此，温差电动势的大小可以用如下公式计算：

温差电动势公式
温差电动势公式是指当两种不同的金属或其他导体接触时，由于温度差引起的电动势的大小的公式。

该公式为：
ΔV = αΔT
其中，ΔV表示电动势的大小，α表示两种导体的温度系数的差值，ΔT表示两种导体的温度差。

温差电动势是由温度差引起的，因此当两种导体的温度差越大时，电动势也就越大。

同时，两种导体的温度系数的差值也会影响电动势的大小。

如果两种导体的温度系数差值较大，则电动势也会较大。

两种不同导体（如铜和康铜）组成一个闭合回路，当两个接触点处于不同温度时,在汤姆逊效应和珀耳帖效应的共同作用下,接触点间将产生电动势，回路中会出现电流，此现象称为温差电现象，产生的电动势称为塞贝克电动势，也称为温差电动势。

两种不同导体（如铜和康铜）组成一个闭合回路，当两个接触点处于不同温度时,在汤姆逊效应和珀耳帖效应的共同作用下,接触点间将产生电动势，回路中会出现电流，此现象称为温差电现象，产生的电动势称为塞贝克电动势，也称为温差电动势。

这种由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路称为温差电偶。

温差电偶的温差电动势大小由热端和冷端的温差决定，其极性热端为正极，冷端为负极。

利用温差电动势，研究出稳定温差电池，在部分领域取得突破。

用电位差计测量温差电动势用电位差计测量电压，是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较。

它不像伏特计那样需要从待测电路中分流，因而不干扰待测电路，测量结果仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻和高灵敏度的检流计，准确度可以达到0.01%，甚至更高，是精密测量中应用广泛的仪器。

它不但可以精确测定电压、电动势、电流和电阻等，还可以用来校准电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量(如温度、压力、位移和速度等)的电测法中也占有重要地位。

一、实验目的1．掌握电位差计的构造、工作原理及使用方法。

2．掌握用补偿法测量微小电动势的原理和方法。

3．作出ε～Δt 曲线，并从曲线图中求出热电偶的温差系数(α=Δε/Δt )。

二、实验原理1.温差电动势产生原理在两种不同的金属(或合金)A 、B 构成的闭合电路中，如图7.6所示，当两接触点的温度t 1、t 2不同时，电路将有电流通过，即电路中产生了电动势，这个现象叫做温差电现象，同时把这个电路叫做A —B 温差电偶，例如铜—康铜温差电偶。

温差电偶又称为热电偶。

热电偶的温差电动势ε的大小除了和组成热电偶的材料有关外，唯一决定于两接触点的温度差Δt = t 1－t 2。

通常情况，ε与Δt 的关系相当复杂，一般可用级数表示，若取二级近似，可表示为ε＝α(t 1－t 2)＋β(t 1－t 2)2＝α·Δt ＋βΔt 2 （1）式中t 1为热端温度，t 2为冷端温度，α、β是与两种金属材料性质有关的常量，在α>>β的场合下，这两种金属构成的热电偶电动势与温度差近似成线性关系，即：ε＝α·Δt （2）在实际应用中常用热电偶的这一性质做成热电偶温度计。

2.电位差计工作原理电位差计是根据补偿原理并应用比较法，将待测电动势或电压与标准电动势或电压相比较来进行测量的仪器。

（1）补偿原理在使用各种系列的指针式直读仪表进行电压或电动势的测量时，由于测量仪器进入系统后将使系统的状态发生变化，从而不能得到被测量的客观值。

温差电动势
温差电动势是一种有时候也叫做温度电位或温度电动势的物理量，它
指的是温度不一样的两种物质所发生的电动势的大小。

温差电动势是一种
基于温度的电动势，它的大小与两种物质温度的差异有关，当温度差异越
大时，温差电动势也就越大。

传统上，温差电动势被定义为两种物质在一
定温度下，带有电荷的单位体积中所发生的电动势。

温差电动势是由温度差造成的，而不是影响物质表面电荷的壁隙效应。

当温度不一样时，热量在两种物质之间流动，这样就会造成电子在两种物
质间的移动，从而产生温差电动势。

温差电动势具有重要的工程应用，例如在发电厂中，通过不同的温度，通过温差电动势的作用获得电能；温差电动势也可以用于热电转换，将温
差转换为电能；在环境检测领域，温差电动势也有广泛的应用，可以用于
检测环境中气体浓度的变化。

非晶硅的电导率和温差电动势率
非晶硅是一种合成的多晶结构，具有晶体结构上的某种特殊性，而且还具有良好的电性能和热性能。

电导率和温差电动势率是衡量非晶硅表现出哪种电性能的重要指标之一。

非晶硅的电导率指的是自由电子穿过一定面积，单位时间内可产生电流密度的能力。

一般来说，电导率越大，说明该物质就越容易传导电流，因此电子产生的功效就越高，这是电子设备中的技术要求。

一般来说，非晶硅的电导率较高，是许多电子设备的完美材料，可用于电子芯片和其他微电子器件等面向。

温差电动势率是衡量非晶硅物质对温度敏感性的指标，是温度梯度改变时，电位梯度改变量。

由于非晶硅中含有大量的多晶晶界，从反应原理上讲，当温度发生变化时，由于温度的影响，晶晶界会发生变化，从而影响绝缘剂的尺寸，从而使温差电动势率发生变化。

从技术应用的角度来说，对非晶硅物质的温度敏感度要控制在一定的范围内，这样才能保证电子元件能够正常运行。

由此可见，非晶硅的电导率和温差电动势率都是非常重要的技术参数，可以为电子器件的研究和制造提供重要参考。

热电偶的温差电动势实验报告
《热电偶的温差电动势实验报告》
本次实验的目的是研究热电偶的温差电动势。

实验过程中，我们在热电偶的两端各安装一个电位计，把热电偶连接到电源上，测量两个电位计的电动势差。

结果表明，热电偶的温差电动势随着温度的升高而增大，温差电动势也随着温度的升高而增大，其关系符合热电偶的理论规律。

经过本次实验，我们发现热电偶的温差电动势与温度成正比，即温度越高，温差电动势就越大。

因此，我们可以根据热电偶的温差电动势来测量温度，这是一种非常有效的温度测量方法。

本次实验证明了热电偶的温差电动势与温度成正比，可以根据温差电动势来测量温度，为工业生产提供了一种简单可靠的温度测量方法。

一、实验名称： 温差电动势的测量二、实验目的：测量热电偶的温差电动势。

三、实验器材：UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式验流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、带温度显示的水浴锅、保温杯。

四、实验原理：1、热电偶两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A 、B 处于不同温度0t 和t ，则在两接点A 、B 间产生电动势,称为温差电动势，这种现象称为温差现象.温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差0()t t -。

电动势与温差的关系比较复杂,当温差不大时，取其一级近似可表示为 0()C t t ε=-式中C 为热电偶常数（或称温差系数),等于温差1℃的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。

热电偶可制成温度计。

为此，先将0t 固定用实验方法确定热电偶的t ε-关系，称为定标。

定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度.与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量范围大（-200～2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A/D 变换等一系列优点。

2、电位差计电位差计时准确测量电势差的仪器，其精度很高.用伏特表测量电动势x E 时，伏特表读数为x U E IR =-，其中R 为伏特表内阻。

由于U<x E ，故用伏特表不能准确测量电动势.只有当0I =时，端电压U 才等于电动势x E 。

如图，如果两个电动势相等，则电路中没有电流通过,0I =，N x E E =。

如果N E 是标准电池,则利用这种互相抵消的方法就能准确地测量被测的电动势x E ，这种方法称为补偿法，电位差计就是基于这种补偿原理而设计的。

在实际的电位差中，N E 必须大小可调，且电压很稳定。

电位差计的工作原理如图所示，其中外接电源E 、制流电阻p R 和精密电阻AB R 串联成一闭合电路，称为辅助回路。

当有一恒定的标准电流0I 流过电阻AB R 时,改变AB R 上两滑动头C 、D 的位置就能改变C 、D间的电位差CD V 的大小。

塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）1821年，德国入赛贝克发现了当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温度，则在导体中产一个温差电动势：V=a△T式中:V为温差电动势a为温差电动势率(赛贝克系数)△T为接点之间的温差1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。

这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。

例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2毫伏的温差电动势产生。

塞贝克效应用途很广泛，在生产、科学研究及日常生活中温差电偶常被用来测量温度（如冶炼及热处理炉的高温）、辐射强度、电流等物理量。

如果把若干个温差电偶串联起来，把奇数点接头暴露于热源，偶数接点固定在一个特定温度环境中。

这样产生的电动势等于各个电偶之和。

这种装置叫做温差电堆。

把奇数接头涂黑，借以完全吸收外来的辐射（可见光、红外线等），温差堆的另一端（偶数接头处）保持一定温度，在辐射的作用下，涂黑的一端接收了辐射而温度升高，从而产生温差电动势。

建立起温差电动势与辐射强度的对应关系，那么就可以利用温度差电堆来测量辐射强度。

如果把这种装置放在真空中，会提高它的灵敏度。

如果把很多温差电偶适当联接起来，就能构成一个能产生几伏特电动势和几安培电流的电池组。

但是这种电池组的效率是很低的，温差电池组是消耗热能而产生电流的，其最高效率仅为0.1％，所以不能用来做电源。

现代用半导体教材制成的温差电偶的串联起来，可以组成能供应较大电流和电压的半导体温差发电机，足够满足收音机和小型电子设备的需要，有很大实用价值。

1834年珀耳贴(Peltier)发现了塞贝克效应的逆效应，当电流通过由两种不同金属相接而成的导体时，在两种金属导体上除了产生与电流方向完全无关的焦耳热以外，还在接触点发生与电流方向有关的热量的放出或吸收。