证明热电偶的中间导体定律
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发布时间：2022-04-23 22:57
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热心网友
时间：2023-04-28 13:26
（不是复制来的哦！！）
热电偶中间导体定律的证明：
热电偶中间导体定律是指，在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响。中间导体定律，是热电偶实际测温应用中，采用热端焊接，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统的依据。
热电偶产生的热电势由接触电势与温差电势两部分组成。
接触电势：不同的导体材料，其电子的密度是不同的。当两种不同材料的导体A、B连接在一起时，在连接处，会发生电子扩散，电子扩散的速率与自由电子的密度以及导体的温度成正比。设导体A、B中的自由电子密度分别为Na和Nb
，且Na>Nb，则在单位时间内，导体
A扩散到导体B的电子数要大于从导体B向导体A扩散的电子数，因此，导体A因失去电子而带正电，导体B因得到电子而带负电，于是，在接触处便
形成了电位差，即接触电势。在接触处所形成的接触电势将阻碍电子的进一步扩散。当电子扩散能力与电场的阻力达到相对平衡时，接触电势就达到了一个相对稳定值。导体A、B的接触电势Eab(t)为:(KT/e)ln(Na/Nb) （式中：K－波尔兹曼常数；T－接触点的绝对温度；e－电子电荷量；Na和Nb－导体A、B的自由电子密度）
温差电势：同一导体由于两端温度不同而产生的电势。
在
A、B
两种导体构成的热电偶回路中，总热电势包括两个接触电势和两个温差电势。
Eab(t,to)＝Eab(t)－Eab(to)＋Eb(t,to)－Ea(t,to) （公式1）
可见：1.若两根导体材质相同，无论温差如何，回路总电势为0；
2.若两端温度相同，即使两根导体材质不同，回路总电势为0。
在
A、B.C
三种导体构成的热电偶回路中，总热电势包括三个接触电势和三个温差电势。
Eabc(t,to)＝Eab(t)＋Eb(t,to)＋Ebc(to)＋Ec(to,to)＋Eca(to)－Ea(t,to) （公式2）
当，导体
C
两端温度相同时导体
C
无温差电势。即Ec(to,to)＝0。
导体
C
两端的接触电势为：
Ebc(to)＋Eca(to)＝(KTo/e)ln(Nbto/Ncto)＋(KTo/e)ln(Ncto/Nato)
＝(KTo/e)ln(Nbto/Nato)＝－Eab(to)
此时，Eabc(t,to)＝Eab(t)－Eab(to)＋Eb(t,to)－Ea(t,to)＝Eab(t,to)。即，当导体
C
两
端温度相同时
公式2＝公式1，中间导体
C
的影响完全消失。
热心网友
时间：2023-04-28 13:26
在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mv值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！
