تجربة رقم(1) المزدوجات الحراريه وتأثير سيبك
معايرة الازدواج الحراري Thermocouple
نظرية التجربة :
عندما يتصل معدنين مختلفين ببعضهما البعض فإن الإلكترونات الحرة سوف تنتقل من معدن إلى آخر منتجة قوة دافعة صغيرة E1 , E2 مثل هذه القوة الدافعة E1 , E2 تكون متوازية ( أي محصلتها تساوي صفراً ) إذا كانت درجة حرارة الوصلتين ( مكان اتصال أحد المعدنين بالآخر ) واحده أما إذا كانت أحد الوصلتين في درجة حرارة مختلفة عن درجة الوصلة الأخرى فإنه تتكون قوة دافعة تسمى القوة الدافعة الكهروحرارية The thermo- e.m.f. وتسمى هاتان الوصلتان بالازدواج الحراري ( Thermocouple ) وهذه القوة تعتمد على مادة المعدنين المستخدمين وعلى فرق درجات الحرارة بين الوصلتين. و الشكل التالي يبين العلاقة بين الفرق في درجات الحرارة بين الوصلتين و القوة الدافعة الكهروحرارية للازدواج الحراري.
الغرض من التجربة:
معايرة الازدواج الحراري أي الحصول على منحنى بين العلاقة بين درجة الحرارة و القوة الدافعة الكهروحرارية ومنه يمكن معرفة القوة الدافعة عند أي درجة حرارة أي ممكن استخدام الازدواج الحراري في هذه الحالة قياس لدرجة الحرارة.
الأجهزة المستخدمة:
مقياس الجهد – ازدواج حراري – الترمومتر – الماء ساخن – الثلج .
خطوات العمل :
1- نصل الدائرة مع ملاحظة أن احد الوعائين موجود في ثلج ذو درجة حرارة ثابتة و ﻭﺿﻊ الوصلة الأخرى في كأس زجاجي للماء ﳝﻜﻦ ﺗﻠﻤﺲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ بواسطة اليد (sensor) ﻟﻘﻴﺎﺱ ماء الساخن ﻋﻨﺩ بداية تسخينه ﺇﻟﻰ درجة 100° م.
2- ابدأ في تسخين الوصلة الساخنة وعد كل درجة حرارة أوجد مقدار القوة الدافعة باستخدام مقياس الجهد.
3- كرر الخطوة السابقة عند درجات حرارة مختلفة.
4- أوجد أيضاً قيمة القوة الدافعة عند تبريد الوصلة الساخنة ثم أوجد متوسط القوة الدافعة في حالة التسخين والتبريد عند درجات الحرارة الواحدة.
5- ارسم العلاقة بين درجات ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ والقوة الدافعة الكهروحرارية.
6- القوة الدافعة الكهروحرارية يمكن تعيينها ﻣﻦ المعادلة : E = A + Bt + Ct²حيث A,B,C ثوابت.
7- حيث أن مدى ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ المستخدمة في هذه التجربة يعتبر مدى صفراً او يقع من صفر- 100 °م فيمكن تقريب هذا المنحنى إلى الخط المستقيم وتكون المعادلة السابقة على الصورة: E = A + Bt الثابت B يمكن إيجاده من ميل الخط المستقيم.
و بالتعويض في المعادلة السابقة عند درجة حرارتها يمكن إيجاد الثابت A .
النتائج :
|
T
|
E
|
|
99
|
1100
|
|
90
|
1000
|
|
80
|
720
|
|
70
|
700
|
|
60
|
640
|
|
50
|
540
|
الازدواج الحرارى Thermocoule.
للأطلاع على مواد الهندسة الميكانيكية بالتفصيل حسب المرحله الدراسية للطلاب يمكنكم التفضل بتحميل تطبيق الطالب الميكانيكي
او بالبحث من داخل سوق بلاي عن ( الطالب الميكانيكي )
