金屬、溫度、電流之間的關(guān)系

點(diǎn)擊次數(shù)：7139 更新時(shí)間：2016-11-16

金屬、溫度、電流之間的關(guān)系

簡(jiǎn)介

一些用戶讀了『熱電偶的知識(shí)點(diǎn)滴』后，可能對(duì)熱電偶的原理還存在疑問(wèn)，或是對(duì)于『塞貝克效應(yīng)』仍感到難以理解。那么在這一頁(yè)我們盡可能地避開(kāi)那些難懂的物理說(shuō)法，進(jìn)行簡(jiǎn)單易懂的解說(shuō)。因此如果從嚴(yán)密的物理學(xué)的立場(chǎng)來(lái)驗(yàn)證，可能會(huì)出現(xiàn)一些有問(wèn)題的說(shuō)法。但該頁(yè)的主旨是便于用戶理解，所以敬請(qǐng)?jiān)彛?此外，如果您能參照『理化工業(yè)技術(shù)解說(shuō)主頁(yè)』的『熱電偶的原理熱電偶的知識(shí)點(diǎn)滴1 的解說(shuō)』，我們將不勝感激。

金屬、溫度、電流之間的關(guān)系

說(shuō)起金屬和溫度的關(guān)系，大家都知道熱膨脹的現(xiàn)象。那么，金屬、溫度、電流之間的關(guān)系是怎樣的呢？
小學(xué)生時(shí)候的理科實(shí)驗(yàn)課上用鎳鉻合金線連接電池電源后，電流流出就會(huì)產(chǎn)生熱量這個(gè)實(shí)驗(yàn)、金屬流過(guò)電流就會(huì)產(chǎn)生熱量
（焦耳熱）這個(gè)現(xiàn)象，現(xiàn)在已經(jīng)不用說(shuō)明了吧。
在這兒我們將要解說(shuō)的是熱電偶的測(cè)量原理的提示。如果加熱金屬棒的一端，則就會(huì)向沒(méi)加熱的一端發(fā)生熱傳遞，關(guān)于這一點(diǎn)相信讀者容易理解。可是也許有些讀者不知道，在這個(gè)時(shí)候，除了熱量之外還有其他東西也發(fā)生了傳遞。那就是，自由電子從溫度高的一端移動(dòng)到了溫度低的一端。

溫度低的一端在負(fù)極帶電，溫度高的一端砸陽(yáng)極帶電。
這種狀態(tài)的金屬棒中有電流流動(dòng)時(shí)，與無(wú)電流流動(dòng)時(shí)相比，會(huì)發(fā)生多余熱傳遞變化。威廉姆•湯姆遜發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，并將之稱作湯姆遜效應(yīng)。

電流從低溫物體流向高溫物體，熱傳遞就會(huì)增加。

電流從高溫物體流向低溫物體，熱傳遞就會(huì)減少。

此外，如果溫度差小，即便在同一金屬內(nèi)自由電子的活動(dòng)也會(huì)隨之變少。

即便在同一溫度環(huán)境中，這些自由電子的移動(dòng)也會(huì)隨著金屬材料的不同而發(fā)生變化。
金屬的種類(lèi)不同，熱膨脹率、熱傳遞率會(huì)不同。同樣，自由電子的運(yùn)動(dòng)也會(huì)發(fā)生變化。

材料A
材料A

如果金屬上有溫度差，自由電子能夠移動(dòng)的話，那么也許僅用單一的金屬就可以制作溫度傳感器。下圖為針對(duì)一種金屬所列的例子。

看了上圖后，也許有人會(huì)認(rèn)為因?yàn)樽杂呻娮訌臏囟雀叩囊欢艘苿?dòng)到溫度低的一端，所以有電流流動(dòng)。但是，因?yàn)樵谕唤饘賰?nèi)無(wú)電位差，僅靠溫度低的一端在負(fù)極帶電，溫度高的一端在陽(yáng)極帶電，是不會(huì)有電流流動(dòng)的。還有很多復(fù)雜、深?yuàn)W的東西。在此，僅希望您將此頁(yè)作為熱電偶的測(cè)量原理的序章來(lái)理解。