LiNuoYao
范文一：温差电动势YWH
温差电动势的测量
2011级 电子工程类6班 杨伟豪 201131190628
一、实验目的
1. 了解电位差计的工作原理，学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。 2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。 3. 了解热电偶的测温原理和方法。 4. 学会使用光点式或数字式检流计。 二、实验仪器
UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。 三、实验原理
1．热电偶
两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度t0和t，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。这样由两种不同金属构成的组合，称为温差电偶，或热电偶。热电偶是一种常用的热电传感器，利用它可以测量微小的温度变化。
温差电动势?的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t－t0)。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为：
?＝C（t－t0）
式中C为热电偶常数（或称温差系数），等于温差1℃时的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。例如，常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K，而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。
四、实验步骤
1．参照图4-8-3，连接好线路。 2．把检流计调零。
3．调节电位差计工作电流标准化（详见电位差计使用方法）。
4．测量降温过程不同温度点的温差电动势。接通电源，将热端的水加热到100℃，当温度下降到95℃时，开始测量热电偶的温差电动势，每隔4℃测量一个电动势，测出8个数据，重复测量两次。
5．使热端处于任意一个温度，测出当前的温度tx真及此温度下相应的电动势?x。
五、数据记录及处理
1. 实验数据记录
标准电池温度t （℃），标准电池电动势Es(t)＝ （V） 热电偶冷端温度t0＝ 17（℃）
2. 用两种方法求出温差系数C
（1）以热电偶两端点的温差△t为横坐标，热电动势?为纵坐标，在直角坐标纸上作
表4-8-1 测量数据表
?-△t曲线，并用作图法定出温差系数C。其方法是在直线上两端的数据区取二点（△t1，
、(△t2，?2)（此二点一般不是数据点），代入下式求出C ?1）
C＝（?2－?1）／（△t2-△t1）
（2）利用所测数据，用最小二乘法求出C值
?2
C=3.92?10mV/K
3. 由?-△t图，根据?x求出热水温度tx，以温度计所测值tx真为其真值，计算误差。
tx真?82oC?355K ?t=2.79mV
根据公式计算得tx=(2.79+11.263)?0.0396-273=81.870C 误差E=
tx81.87-82==1.5% tx真82
六、注意事项
1．各接线端的正负极不能接错．
2． 使用UJ31电位差计时，Ⅲ刻度盘的0～100之间有一小段没有刻度线，这是断开的位置。调整到这一位置时，检流计指零，切不可认为达到了“平衡”。
3．如时间允许，最好每次测量前，都重新校准工作电流I０。 4．注意温度计和电偶热端必须与热水接触，且不能碰到杯壁或杯底。 七、思考题
1. 使用电位差计测量位置电压前要进行那些操作?
答:检流计调零,调节电位器工作电流,使检流计准确指零,估计大致判断要测量的电压范围。
2.如何判断热电偶的正负极性?
答: 可在工作端加热，然后用仪表测量热电势，若读数增加，则接仪表正端的即为正极，另一端为负极.。
3.为什么电势差计必须经过工作电流标准化后可进行正确测量?
答: 是为了直接从电位差计读出电动势Ex或电压U，其实自是校准电位差计内部电压降，使之与外旋钮标值电压一致。
范文二：温差电动势
实验总评成绩 四、 实验内容及步骤
重庆科技学院大学物理实验报告
第 个实验报告
课程名称 大学物理实验 实验项目名称 温差电动势测量
开课院系及实验室 数理系大学物理实验教学中心 实验日期
姓名 专业班级 学号 指导教师
教师评语:
评阅教师签字: 批改时间:
五、数据记录表格 在实验室预习好后 表 1 热机实验(开始冷端 ?;开始热端 ?;稳定冷端 ?;稳定热端 ?;) 在实验室预习的时间
指导教师签字 输入电压V 输入电流A 输入功率W
负载电阻Ω 开路 短路 一、 实验目的 输出电压mV 输出电流 mA 输出功率 mW 实际效率
表 2 热机实验(开始冷端 ?;开始热端 ?;稳定冷端 ?;稳定热端 ?;) 二、 实验原理 输入电压V 输入电流A 输入功率W 负载电阻Ω 开路 短路
输出电压mV
输出电流
mA
输出功率
mW
实际效率
表 3 热泵实验(开始冷端 ?;开始热端 ?;稳定冷端 ?;稳定热端 ?;)
输入电压V 输入电流A 输入功率W
负载电阻Ω 开路 短路
输出电压mV 三、 实验仪器(型号、量程、精度或仪器误差等) 输出电流
mA
输出功率
mW
实际效率
表 4 热机效率与温度和负载的关系 七、数据记录
热机效率 0.5 Ω 1.0 Ω 1.5 Ω 2.0 Ω 2. 5Ω 3.0 Ω 3.5 Ω
?
?
?
六、思考题 1(什么是塞贝克效应，金属和半导体的塞贝克效应主要用途有何异同,
2(举出几种温差电动势的实例，温差电偶有何优点,
3(半导体热电偶的测温原理,
4(温差能产生电动势，那么电动势是否可产生温差呢? 你知道的有何种应用了,
5(该实验应注意哪些问题,
八、数据处理
九、实验结果与分析
十、实验小结与体会
范文三：温差电动势的测量
热电偶是一种应用十分广泛的温度传感器，它可以测量微小的温度变化，并广泛的应用
于非电量的电测。例如，由热电偶制成的热电偶湿度计已广泛应用于农业科学中植物水势的
测定和渗透势
的测定。因此，了解热电偶十分必要。本实验介绍热电偶的原理与温差电动势的测量方法。 一、实验目的
1. 了解电位差计的工作原理，学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。
2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。
3. 了解热电偶的测温原理和方法。
4. 学会使用光点式或数字式检流计。
二、实验仪器
UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、
温度计、电热杯、保温杯。
三、实验原理
1．热电偶
两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度t
和t，则在两接点0
A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。这样由两种不同金属构成
的组合，称为温差电偶，或热电偶。热电偶是一种常用的热电传感器，利用它可以测量微小
的温度变化。
温差电动势,的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点
的温度差(t－t)。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为： 0
,＝C（t－t） 0
式中C为热电偶常数（或称温差系数），等于温差1?时的电动势，其大小决定于组成热电
-2偶的材料。例如，常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10mV/K，而铂铑-铂电偶的C值为
-36.43×10mV/K。
热电偶可制成温度计。为此，先将t固定（例如放在冰水混合物中），用实验方法确定0
热电偶的,-t关系，称为定标。定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。与水银温
度计相比，温差电偶温度计具有测量温度范围大（－200?~2000?），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A／D变换等一系列优点。
2．数字电压表测量温差电动势
由于数字式电压表的精度和准确度都很好，温差电动势的测量也可以采用数字电压表。
测量前，需要把数字电压表的两个接线端连接起来，对数字电压表进行调零。把数字电压表
的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端，选择合适的电压量程，就可以开始测量。
3．电位差计
电位差计是准确测量电势差的仪器，其精度很高。用伏特表测量电动势E时，伏特表x
读数为U＝E－IR，其中R为伏特表内阻。由于U<>
只有当I＝0时，端电压U才等于电动势E。 x
如图4-8-1，如果两个电动势相等，则电路中没有电流通过，I＝0，E＝E。如果ENXN是标准电池，则利用这种互相抵消的方法（补偿法）就能准确地测量被测的电动势E，这X
种方法称为补偿法，电位差计就是基于这种补偿原理而设计的。
图4-8-1 补偿法原理图 图4-8-2 电位差计原理图
在实际的电位差计中，E必须大小可调，且电压很稳定。电位差计的工作原理如图4-8-2N
所示，其中，外接电源E、制流电阻R和精密电阻R串联成一闭合回路，称为辅助回路。pAB
当有一恒定的标准电流I流过电阻R时，改变R上两滑动头C、D的位置就能改变C、0ABAB
D间的电位差V的大小。由于测量时应保证I恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据CD0
I的大小把电阻的数值转换成电压值，并标在仪器上。V相当于上面的“E”，测量时把0CDN
滑动头C、D两端的电压V引出与未知电动势E进行比较。 CDx
（1）校准。为了使R中流过的电流是标准电流I，根据标准电池电动势E的大小，AB0N
选定C、D间的电阻为R，使E＝I?R，调节R改变辅助回路中的电流，当检流计指零NN0NP
时，R上的电压恰与补偿回路中标准电池的电动势E相等。由于E和R都准确地已知，ABNNN
这时辅助回路中的电流就被精确地校准到所需要的I值。 0
（2）测量。把开关倒向E,,一边，只要E?I R ，总可以滑动C、D到、使检CDxx0N
流计再度指零。这时，,,,,、间的电压恰和待测的电动势Ex相等。设、之间的电CCDD
阻为R，可得E＝I?R。因I已被校准，E也就知道了。 xx0x0x
由于电位差计的实质是通过电阻的比较把待测电压与标准电池的电动势作比较,此时有
RxE＝?E xNRN
因而只要精密电阻R做得很均匀准确、标准电池的电动势E准确稳定、检流计足够灵敏、ABN电源很稳定，其测量准确度就很高，且测量范围可做得很广。但是，在电位差计的测量过程
中，工作条件常易发生变化（如辅助回路电源E不稳定，制流电阻R不稳定等。），为保证P
工作电流标准化，每次测量都必须经过校准和测量两个基本步骤，且每次要达到补偿都要进
行细致的调节，所以操作较为繁复、费时。
四、仪器介绍
1.标准电池
标准电池是一种作电动势标准的原电池，分为饱和式（电解液始终是饱和的）和不饱和
式两类。不饱和式标准电池的电动势E随温度变化很小，一般不必作温度修正，但在恒温t
下E仍有变化，不及饱和式的稳定，而且当电流通过不饱和式标准电池后，电解液增浓，t
长期使用后会失效。
饱和式标准电池的电动势较稳定，但随温度变化比较显著。本实验所用的为饱和式标准
电池，该电池在20?时的电动势为E=1.01860V，在偏离20?时的电动势可以下式估算： 20
2-53-6=E-[39.94(t-20)+0.929(t-20)×10-0.0090(t-20)]×10V （） st20
电池的温度可由其上所附的温度计读出．
使用标准电池时需注意正负极不能接错，不能短路，不准用万用表测其端电压，不可摇E晃、振荡、倒置，不准超过容许电流。
2. 直流复射式光点检流计（AC15型）
－－811直流复射式光点检流计是一种测量微弱电流（10~10A）的磁电式检流计，它无指针，靠光标读数，无固定的零点，一般常用来检测有无电流或作为零位测量法的“指零”仪
表。直流复射式光点检流计的使用方法如下：
（1）待检测电流由左下角标示的“＋”、“－”两个接线端接入，一般可不考虑正负。
（2）电流的大小由投射到刻度尺上的光标来指示。产生光标的电源插口在仪器背面。
由于光标电源有AC220V和AC6.3V、DC6.3V两种，所以要注意光标电源的选择开关应和
实际相符。
（3）测量时，应先接通光标电源，见到光标后，将分流器开关由“短路”转到“×0.01”
档，观察光标是否指“0”，如果光标不在“0”点，应使用零点调节器和标盘微调器，把光
标调在“0”点。如果找不到光标，可以将检流计的分流器开关置于“直接”处，检查仪器
内的小灯泡是否发光。
（4）仪器的偏转线圈并联不同的分流电阻，可以得到不同的灵敏度。使用时，应从检
流计的最低灵敏度×0.01档开始测量，如果偏转不大，再逐步提高灵敏度．本实验中要求灵
敏度达到“×1”或“×0.1”。
（5）测量中当光标摇动不停时，要转向短路档，使线圈作阻尼振动，较快静止下来。
检流计悬丝所能承受的最大拉力只有零点几克，所以使用时注意不能振动、倾斜。当实验结
束时，必须将分流器置于短路档，以防止线圈和悬丝受到机械振动而损坏。
3.数字式灵敏检流计
JRLQJI-2A型数字式检流计灵敏度较高，达0.2nA/uV。接通电源后，同样先用面板右下方的调零旋钮调零。使用时，若有电流通过，便会在显示器上显示出所通过电流的极性“＋”
或“－”及电流的大小，电流大小由显示器上的示数和面板右上方“×1”、“×10”两指示灯共同决定。如“×100”灯亮，则电流大小为示数值×100，表示此时通过的电流较大，偏离平衡位置较远。
4．UJ31型箱式电位差计
UJ31型电位差计的面板如图4-8-3所示．其面板上各旋钮、按钮介绍如下：
图4-8-3 UJ31型电位差计的面板示意图
（1） K为量程开关，拨在×10档时，测量范围为0~171mV；在×1档时，测量范围1
为0~17.1mV。
（2）K为工作状态转换开关，可在“标准”、“测量”和“断开”三种状态中切换。 2
（3）接通检流计的按钮式开关，有“粗”和“细”两个。
（4）R为标准电池的温度补偿旋钮，它是一个可调电阻，示值已换算成电压，使用时1
根据标准电池电动势的大小取值。因标准电池的电动势与温度有关，故此旋钮有温度补偿之
称。
（5） R、R、R是为进行电流标准化的调节电阻，它是把图4-8-2中的制流电阻P1P2P3
R分成“粗”、“中”、“细”三个可调电阻，便于迅速达到补偿。 P
（6）?、?、?是测量旋钮及转盘，它是把图4-8-2中的R也分成三档。在转盘?AB上还有游标，以提高读数的精确度。
电位差计的使用方法如下：
（1）检流计调零。先接好整个实验线路。注意标准电池的正负极、电源的正负极不要
接错，未知1或2的正端接热电偶的热端，不能接错。状态转换开关K置于“断”的位置，2并将“粗”、“细”、“短路”按钮松开。将检流计接上电源，调节“零点调节”旋钮，使检流
计指零。
（2）调节电位差计工作电流。?使Ｋ置于“标准”位置；?粗调。按下“粗”钮，２
依次调节Ｒ、Ｒ，直到检流计粗略指零；?细调。松开“粗”钮，按下“细”钮，调Ｐ１Ｐ２
节Ｒ、Ｒ，使检流计准确指零，校准完成。校准后，在测量时R、R、R不要再动。 Ｐ２Ｐ３P1P2P3
（3）测量。?在本实验中，测量范围在0~17.1mV之间，故将量程选择开关K转至“×11”档；?将状态转换开关“K”拨向未知1（或未知2）位置；?粗调。按下“粗”钮，依2
次调节读数盘?、?，使检流计粗略指零；?细调。松开“粗”钮，按下“细”钮，调节读
数盘?、?，使检流计准确指零，即可读数．待测电动势之值为：
,＝（?盘读数×1＋?盘读数×0.1＋?盘读数×0.001）×（K所示量程）mv x1五、实验步骤
1．参照图4-8-3，连接好线路。
2．把检流计调零（详见检流计使用方法）。
3．调节电位差计工作电流标准化（详见电位差计使用方法）。
4．测量降温过程不同温度点的温差电动势。接通电源，将热端的水加热到100?，当温度下降到95?时，开始测量热电偶的温差电动势，每隔4?测量一个电动势，测出8个数
据，重复测量两次。
5．使热端处于任意一个温度，测出当前的温度t,及此温度下相应的电动势。 真xx六、数据记录及处理
1. 实验数据记录
标准电池温度t＝ （?），标准电池电动势E＝ （V） s(t)
热电偶冷端温度t＝ （?） 0
表4-8-1 测量数据表
热端温度t/? （1）电动势, /mV t
（2）电动势, /mV t
电动势平均值
,,为纵坐标，在直角坐标纸上作-
?t曲线，并用作图法定出温差系数C。其方法是在直线上两端的数据区取二点（?t,，）、112. 用两种方法求出温差系数C
(?t,，)（此二点一般不是数据点），代入下式求出C 22（1）以热电偶两端点的温差?t为横坐标，热电动势
C＝（,,－）／（?t-?t） 2121
（2）利用所测数据，用最小二乘法求出C值
3. 由,,-?t图，根据求出热水温度t，以温度计所测值t为其真值，计算误差。 真xxx七、注意事项
1．各接线端的正负极不能接错．
2． 使用UJ31电位差计时，?刻度盘的0～100之间有一小段没有刻度线，这是断开
的位置。调整到这一位置时，检流计指零，切不可认为达到了“平衡”。
3．如时间允许，最好每次测量前，都重新校准工作电流I。 ０
4．注意温度计和电偶热端必须与热水接触，且不能碰到杯壁或杯底。 八、思考题
1. 电位差计是利用什么原理进行测量的?
2. 使用电位差计测量位置电压前要进行那些操作?
在日常生活、工农业生产和科学研究中经常需要了解一些材料的导热性能。例如，日常
生活中的各种保温材料，科研和工农业生产上的隔热节能材料等等。因此，了解材料的导热
性能具有重要的意义。物料的导热性可以通过实验测量获得，本实验介绍一种测量导热系数
的方法。
一、实验目的
1.了解用稳态法测量材料导热系数的实验原理。
2. 掌握一种测量材料导热系数的方法。
二、实验仪器
FD-TC-I型导热系数测定仪、数字式伏特表、橡皮样品、硬铝样品。 三、实验原理
测定导热系数的原理是法国数学和物理学家约瑟夫?傅立叶给出的导热方程式。该方程
指出，在物体内部垂直于导热方向上，两个相距为h，面积为A，温度分别为T
、T的平行12平面，在Δt秒内从一个面传到另一个面的热量ΔQ满足下述表达式：
QTT,,12 ,A, th,
（4-9-1）
式中λ为该物体的导热系数，亦称导
热率。由该式可知，导热系数是表示
物质传导性能的物理量，其数值等于
两相距单位长度的平行平面上，当温
度相差一个单位时，在单位时间内垂
直通过单位面积的热量。导热系数的
SI单位为W/（m?K）。
由式（4-9-1）可知，只要测量出 -T、物料的厚度h和面积A，就 12
两个面的温度差稳定时的ΔQ/Δt、 可算出材料的导热系数。由于材料的
T结构变化与杂质的多少对材料的导热
系数都有明显影响，同时，导热系数
一般随环境温度而变化，所以，在实
验中对材料成份和环境温度都要记录。 图4-9-1 导热系数测定仪示意图
四、实验装置
本实验装置为FD-TC-I型导热系数测定仪，如图4-9-1所示。在支架D上先后放上圆铜盘P、待测样品B和厚底紫铜圆筒A。在A的上方用红外灯L加热，它们使样品上、下表面各维持稳定的温度T和T，它们的温度数值分别用安插在A、P侧面深孔中的热电偶E来12
测量。E的冷端浸入盛于杜瓦瓶H中的冰水混合物中。G为双刀双向开关，用以变换上、下热电偶的测量回路。数字式电压表F用以测量温差电动势。由式（4-9-1）可知，单位时间内通过待测样品B任一圆截面的热流量为
,,TTQ212,,, RB,thB
(4-9-2)
式中R为圆盘样品的半径，h为样品厚度。 BB
当传热达到稳定状态时，T和T的值不变，于是通过B盘上表面的热流量与由铜盘P12
向周围环境散热的速率相等。因此，可通过圆铜盘P 在稳定T时的散热速率来求出热流量。2实验中，在读得稳定时的温度T和T后即可将样品移去，而使筒A的底面与铜盘P直接接12
触。当盘P的温度上升到高于稳定时的T值若干度后，再将圆筒A移开，让铜盘P自然冷2
却，观察其温度T随时间t的变化情况，然后由此求出铜盘在T的冷却速率2,Q,T,T|=|，而|（m为铜盘P的质量，c为其比热容）就是黄铜盘mcmcT,TT,TT,T222,t,t,t
P在温度T时的散热速率。但须注意，这样求出的是黄铜盘P的全部表面暴露于空气中的2
,T2冷却速率|，其散热表面积为（其中R和h分别为黄铜盘P的mc2,R，2,RhppT,Tppp2,t
2半径和厚度）。然而，在观察样品稳态传热时，P盘的上表面（面积为）是被样品覆盖,Rp的，考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比，则稳态时圆盘P散热速率的表达式应修正为
2,(R，,2Rh),Q,Tppp ,mc2,t,t(2,R，2,Rh)ppp
（4-9-3）
将式（4-9-3）代入式（4-9-1），得
2(R，2Rh)h,TpppB ,,mc22,t(2R，2Rh)(T,T),RpppB12
（4-9-4）
四、实验内容
1. 根据稳态法，必须得到稳定的温度分布，而这就要等待较长的时间。为了提高效率，
可先将红外灯的电源电压升高到180~200V，加热约20分钟后，再降至130~150V。然后，
每隔2~5分钟读一下温度示值（数据记录在表4-9-1），如在10分钟内样品上、下表面温度T、T都不变，即可认为已达到稳定状态。记录到稳态后，移去样品，再加热。当铜盘温度12
比T高出10?左右时，移去圆筒A，让铜盘P自然冷却。每隔30秒读一次P盘的温度示2
值（数据记录在表4-9-2），由邻近T的温度数据求出ΔQ/Δt。 2
2. 安装圆筒和圆盘时，须使放置热电偶的洞孔与杜瓦瓶和数字伏特表位于同一侧。热
电偶插入小孔时，要抹上些硅油，并插到洞孔底部，使测温端与铜盘接触良好。冷端插在滴
有硅油的细玻璃管内，再将玻璃管浸入冰水混合物中。
3. 样品圆盘B和铜盘P的各几何尺寸均可用游标卡尺多次测量取平均值（五次），铜的
质量可用天平测量。
4. 本实验选用铜—康铜热电偶测温度。温差100?时，其温差电动势约为4.2mV。
六、数据记录与处理
1. 测量样品盘的直径、厚度和散热盘的直径、厚度和质量。
2. 按表4-9-1与表4-9-2记录数据。
3. 计算测量物料的导热系数
表4-9-1 加热至稳定状态时T
、T所对应的电动势 12
时刻
T/mV 1
T/mV 2
表4-9-2 冷却时T附近的温度随时间变化情况（每隔30s） 2
时刻
T/mV 2
七、思考题
1. 本实验是采用什么方法来测量导热系数?
2. 实验中采用什么方法测量温度?
3. 实验中传热速率是直接测量的还是通过其它方法测量的,为什么要这样处理?
4. 环境空气流动对测量过程和结果有什么影响?
5. 导热盘和散热盘与物料接触的严密程度对测量结果有什么影响?
范文四：温差电动势的利用
温差电动势的利用
在物理实验中，我们做过温差电动势的测定，把铜和康铜两端焊接形成闭合回路，若两接点的温度不同，回路中就产生温差电动势。这两种金属的组合叫热电偶。
由此设想能否利用这一原理通过不同地域的同时性温差来进行能源收集或利用，或者利用其他温差，如废水的热量，温泉的热量，垃圾燃烧的热量等等。
通过网络查阅发现，现在已有一种半导体温差发电技术，基本工作原理相似，利用西伯克效应将热能直接转换为电能，目前应用于太阳能，地热，工业废能等领域，其发电模块体积小，重量轻，便携性好，可用于家用小家电或其他便携产品的电力提供，例如遥控器，手机，笔记本电脑，电子手表等。据了解，目前国内市场上，最新开发的温差发电组件，规格40×40×4毫米，内阻0.09Ω一下，60℃温差可发出电压3.5V，电流3A—5A。
原理发电就叫温差发电。
图1为简单的温差发电元件（或称温差电池），N型半导体1和P型半导体2在一端用金属片3连接起来，另一端接负载电阻R。当一端加热至温度T1，而另一端保持在温度T0时，
回路中产生温差电动势，使负载电阻上有电流I流过，根据塞贝克定律
式中α为电池两臂温差电动势率之和，r为两臂的内阻之和。
温差发电
r＝(ρ1/s1+ρ2/s2)l
式中ρ1、ρ2、 s1、s2分别表示两臂的电阻率和横截面积；l表示两臂的长度。负载电阻上得到的功率为
温差发电效率的定义是外电路中得到的有用电能I2R与热源所消耗的能量之比。热源消耗的能量包括以下几项：
① 在热端吸收的珀尔帖热Q1
Q1＝α2T1(T1-T0)/(R+r)
② 由热端传导到冷端的热量Qm
Qm＝K(T1-T0)
式中K为热导
K＝(λ1s1+λ2s2)/l
式中λ1、λ2分别为两臂的热导率。
③ 温差电池内部，电流I
流过所放出的焦耳热中，有一半将转移到热端，因而把功率
还给热源。
中
称为温差材料的品质因数。如果选
则得最大效率为
因此，温差发电机的效率主要取决于热端和冷端的温度和温差发电材料的品质因数Z，Z值还强烈地依赖于温度，因而对于不同的工作温度需要选取不同的材料。
最早用的温差发电材料为ZnSb合金(P型),用康铜片(N型)连接，其热端温度可达400。Bi2Te3-Bi2Se3固溶体(N型)和Bi2Te3-Sb2Te3固溶体在0～
300(范围内具有较高品质因数
),是较好的低温温差发电材料。在300到600的中等温区,常采用PbTe或PbTe与SnTe或 PbSe的固溶体、GeTe、AgSbTe2等作温差发电材料。600以上的高温发电
了较多的研究。
在温差发电机中，在较大温差下，为了使温差电池臂的所有部分都具有较高品质因数，可采取“分段”的办法,处于不同温度的电偶臂的各段,采用不同材料或不同成分。图2a的两段电偶臂采用不同材料。这种结构当上端温度为550、温差为530时，效率可达12％。图2b是成分分段改变的温差电池，
当热端温度为1000K,冷端温度为300K时效率可达12％～15％。 温差发电
半导体温差发电机无转动部分，因而无噪声、寿命长、工作稳定可靠、轻便，且可利用各种能源，包括固、液、气态燃料,太阳能、核能,以及各种设备的废热、余热等，因而特别适用于军事、勘探和边远地区等的小功率发电和星际航行。
80年代美国已研制成 500瓦的军用温差发电机。利用同位素加热的核能温差发电机已应用于航天。
也有相关原理介绍。
Ps： 能想到的也就是这一点了，可行性不知道怎么样，呵呵，感觉自己的想法还是有限。至于花形亭，在这上面应该用不到，不过感觉可以作为船舶行进的动力装置，往前运动时穹顶闭合，往后运动时，穹顶张开划水。
范文五：温差电动势的测量
温差电动势
一,实验任务
测量热电偶的温差电动势
二,实验原理
两种不同金属组成闭合回路时,若接点A,B处于不同温度to和t,则在两接点A,B间产生电动势,称为温差电动势,这种现象称为温差现象。温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外,另一决定的因素就是两个接触点的温度差 ，t -to，。电动势不温差的关系比较复杂,当温差不大时,取其一级近似可表示为 ε=C，t-to， 式中C为热电偶常数,等于温差1?时的电动势,其大小决定于组成热电偶的材料。
三,实验步骤
1.连接好线路。
2.按照电位差使用法则,调节电位差记工作电流标准化。
3.测量升温过程中不同温度差下的电动势。从67?开始,每隔4?测量一次,至95?为止,记录数据。，将水浴涡于设定,旋转温度旋钮至所需温度,水浴涡开始加热。然后将水浴涡于“测温”,显示温度为当前水温。水温到达设定温度时,水浴涡状态转为“保温”。，
四,数据收集和处理
测量数据
67 71 75 79 83 87 91 95 热端温度t/?
1.80 1.93 2.12 2.31 2.48 2.67 2.77 2.95 升温电动势ε/mV
由最小二乘法可得温差系数C值为4.19
五,实验思考题
1.使用电位差计测量位置电压前要进行哪些操作
根据电位差的使用方法对电位差计进行校准,就是调节Rp改变辅助回路的电流,当检流记指零时,R上电压不回路中电池电动势相等。
