Термоэлемент (термопара) ТЕРМОЭЛЕМЕНТ, термопара , прибор в виде комбинации из двух проводников, дающих термоэлектрический ток. Применяется для измерения тепловой и лучистой энергии и весьма малых переменных электрических токов (гл. обр. высокочастотных). Для измерения температур как средних, так и высоких изготовляют термоэлементы из двух разнородных металлов в виде двух одинаковой длины проволок, спаянных на одном конце. Спаянный конец помещается в пункте, температура которого требуется измерить. Два других конца соединяются с гальванометром (с малым сопротивлением) проводами, симметрично (во избежание погрешностей) расположенными по отношению к термоэлементу и к измерительному прибору, для взаимного компенсирования термоэдс, возникающих в других частях цепи. Получающиеся термоэдс пропорциональны разности температуры спая и температуры двух свободных концов термопары, от которых идут провода к гальванометру. При выборе термоэлемента берут проводники с относительно малыми термоэдс (порядка 10 -5 V/°C) и по возможности тонкие (с малой теплоемкостью, чтобы термопара могла быстро следовать за изменениями температуры).
Для измерения от 0 до 100°С применяют пару константан — медь, дающую около 40·10 -6 V/°C нагрева. Выше 100°С (до +600°С) применяют пару серебро — константан. Для измерения очень высоких температур применяют: 1) пару платина — сплав платины с 10% иридия (до +1100°С) и 2) пару платина-сплав платины с 10% родия (до +1600°С). Для той же цели используются пары железо — константан, никель — нихром и некоторые специальные сплавы, например, хромель — алюмель. Обе проволоки термоэлемента для предохранения спая от загрязнения и других повреждений заключают в фарфоровую трубку, запаянную с одного конца, и изолируют друг от друга асбестом, а также запаивают в кварцевые или из особого огнеупорного вещества трубки. Для измерения очень малых разностей применяют термопары с большой термоэдс (порядка 120·10-6 V/°C нагрева), например, пару «сплав висмута с 5% олова — сплав висмута с 3% сурьмы». Прибор для этой цели называется термоэлектрическим столбиком и составляется из 30—40 соединенных последовательно термоэлементов. Его применяют, например, для исследования распределения энергии в спектре. В этой термобатарее бруски, входящие в отдельные пары, располагают зигзагом так, что все четные пары обращены в одну сторону, а нечетные — в другую; бруски изолированы друг от друга асбестовым картоном. Собранная батарея имеет вид кубика или параллелепипеда и заделывается в металлическую оправу.
Термоэлемент применяют для измерения весьма малых переменных токов. Для этого спай термоэлемента нагревается измеряемым током, а другие концы замыкаются на чувствительный гальванометр. Существует много различных конструкций таких термоэлементов, но наиболее употребительных соединений можно отметить два. На фиг. 1 две разнородные проволоки С и D в точке К припаяны к цельной проволоке АВ, нагревающей спай К проходящим по ней измеряемым током. На фиг. 2 разнородные проволоки спаяны в точке К крестом. Одна пара их присоединена к гальванометру, а другая — к источнику измеряемого тока. Соединение по фиг. 1 имеет то преимущество, что подогревающая спай проволока однородна, и при той же силе тока спай будет нагрет до большей температуры, чем в случае фиг. 2, где подогревающий элемент состоит из проволок различного удельного сопротивления и нагревается неравномерно.
Дано:
m = 40 кг
a = 0.5 H/кг
μ = 0.12;
Найти:
F - ?
1) Запишем 2-й закон Ньютона(векторно): ma = mg + Fтр + N + F
Проецируем ур-е на оси:
Оx: ma = -mg * cos α - Fтр + F; F = ma + mg * cos α + Fтр
Oy: 0 = - mg * sin α + N; N = mg * sin α
2) По закону Кулона-Амонтона, Fтр = μ * N = μmg * sin α
3) sin α мы можем найти по рис-у, а cos α из основного тригонометрического тождества: cos α =
4) Подставим полученные значения в подчёркнутое ур-е:
F = ma + mg *
+ μmg * sin α
F = m( a + g *
+ μg * sin α ); F ≈ 390 H
ответ: 0,39 кН
ТЕРМОЭЛЕМЕНТ, термопара , прибор в виде комбинации из двух проводников, дающих термоэлектрический ток. Применяется для измерения тепловой и лучистой энергии и весьма малых переменных электрических токов (гл. обр. высокочастотных). Для измерения температур как средних, так и высоких изготовляют термоэлементы из двух разнородных металлов в виде двух одинаковой длины проволок, спаянных на одном конце. Спаянный конец помещается в пункте, температура которого требуется измерить. Два других конца соединяются с гальванометром (с малым сопротивлением) проводами, симметрично (во избежание погрешностей) расположенными по отношению к термоэлементу и к измерительному прибору, для взаимного компенсирования термоэдс, возникающих в других частях цепи. Получающиеся термоэдс пропорциональны разности температуры спая и температуры двух свободных концов термопары, от которых идут провода к гальванометру. При выборе термоэлемента берут проводники с относительно малыми термоэдс (порядка 10 -5 V/°C) и по возможности тонкие (с малой теплоемкостью, чтобы термопара могла быстро следовать за изменениями температуры).
Для измерения от 0 до 100°С применяют пару константан — медь, дающую около 40·10 -6 V/°C нагрева. Выше 100°С (до +600°С) применяют пару серебро — константан. Для измерения очень высоких температур применяют: 1) пару платина — сплав платины с 10% иридия (до +1100°С) и 2) пару платина-сплав платины с 10% родия (до +1600°С). Для той же цели используются пары железо — константан, никель — нихром и некоторые специальные сплавы, например, хромель — алюмель. Обе проволоки термоэлемента для предохранения спая от загрязнения и других повреждений заключают в фарфоровую трубку, запаянную с одного конца, и изолируют друг от друга асбестом, а также запаивают в кварцевые или из особого огнеупорного вещества трубки. Для измерения очень малых разностей применяют термопары с большой термоэдс (порядка 120·10-6 V/°C нагрева), например, пару «сплав висмута с 5% олова — сплав висмута с 3% сурьмы». Прибор для этой цели называется термоэлектрическим столбиком и составляется из 30—40 соединенных последовательно термоэлементов. Его применяют, например, для исследования распределения энергии в спектре. В этой термобатарее бруски, входящие в отдельные пары, располагают зигзагом так, что все четные пары обращены в одну сторону, а нечетные — в другую; бруски изолированы друг от друга асбестовым картоном. Собранная батарея имеет вид кубика или параллелепипеда и заделывается в металлическую оправу.
Термоэлемент применяют для измерения весьма малых переменных токов. Для этого спай термоэлемента нагревается измеряемым током, а другие концы замыкаются на чувствительный гальванометр. Существует много различных конструкций таких термоэлементов, но наиболее употребительных соединений можно отметить два. На фиг. 1 две разнородные проволоки С и D в точке К припаяны к цельной проволоке АВ, нагревающей спай К проходящим по ней измеряемым током. На фиг. 2 разнородные проволоки спаяны в точке К крестом. Одна пара их присоединена к гальванометру, а другая — к источнику измеряемого тока.
Соединение по фиг. 1 имеет то преимущество, что подогревающая спай проволока однородна, и при той же силе тока спай будет нагрет до большей температуры, чем в случае фиг. 2, где подогревающий элемент состоит из проволок различного удельного сопротивления и нагревается неравномерно.