Описание установки

Установка для выполнения работы состоит из железо-константановой термопары, гальванометра Г, эталонного термометра Т, магазина сопротивлений R. Один из спаев термопары помещается в калориметр с тающим льдом, другой спай помещается в электронагреватель и является измерительным (рис.2).

В работе измеряется зависимость тока в цепи термопары от температуры горячего спая. В этом случае рядом с измерительным (горячим) спаем термопары помещают эталонный термометр.

П редположим, что холодный и горячий спаи имеют температуры t₀ и t₁ соответственно. К электрической цепи, в которой в качестве источника э.д.с. использована термопара, применим закон Ома. Ток в цепи термопары при выключенном магазине сопротивлений равен:

, (2

где R₀ – сопротивление гальванометра, термопары и подводящих проводов,  – термо-э.д.с. при разности температур (t₁ – t₀). Если, не изменяя температуры спаев, включить некоторое известное сопротивление магазина R₁, то величина термотока будет:

. (3)

Исключая из последних двух уравнений R₀, получим формулу для вычисления термо-э.д.с. в виде:

. (4)

Откуда для  (термо-э.д.с. на 1 ^оС) получим:

. (5)

Порядок выполнения работы

1. Градуировка термопары:

а) собрать цепь по схеме (рис. 2);

б) сопротивление магазина R установить на нуль;

в) за начальную температуру холодного спая брать 0^оС (температуру таяния льда);

г) включить нагреватель и через каждые 10^оС записывать температуру горячего спая и соответствующие показания гальванометра; градуировку проводить до температуры горячего спая 80^оС;

д) результаты градуировки представить построенными на миллиметровой бумаге графиком, откладывая по оси абсцисс разности температур спаев термопары, а по оси ординат – соответствующие показания стрелки гальванометра.

2. Одновременно с градуировкой при температуре горячего спая 50^оС, 60^оС, 80^оС определяют значения термо-э.д.с. на 1^оС. Для этого поступают следующим образом. При выбранной температуре и сопротивлении магазина равном нулю записывают силу тока I₁. После чего устанавливают такое сопротивление R₁ в магазине, чтобы ток в цепи термопары уменьшился примерно вдвое (I₂). Подставив значения тока I₁ и I₂, сопротивление магазина R₁ в формулы (4) и (5), находят значения  и . Подобные измерения производят в процессе градуировки термопары при трех указанных выше температурах, далее находят среднее значение термо-э.д.с. на один градус. Можно выбрать и другие температуры, но так, чтобы они отличались друг от друга на 10–15 градусов.

3. Результаты измерений и вычислений занести в таблицы 1 и 2 соответственно.

Таблица 1 Таблица 2

t, oC	I, A		I1, A	I2, A	R1, Ом	, В				Е, %

Примечание: работу выполняем с гальванометром М253, № 7346 на пределе 0,75 mA. В этом случае для вычисления величины токов надо принять во внимание цену одного деления шкалы гальванометра, которая равна

.