Trong vật dẫn đồng nhất giữa 2 điểm M và N có nhiệt độ khác nhau sẽ sinh ra một hiệu điện thế. Hiệu điện thế này phụ thuộc bản chất vật liệu và nhiệt độ T1 (của N), T2 (của M:
2 1 2 1 T A T T A A T U = ∫h dT hA: hệ số Thomson (2.31)
Suất điện động Thomson là hàm của nhiệt độ.
Giải thích:
Sự dịch chuyển của hạt tải từ đầu nóng tới đầu lạnh diễn ra theo 2 cơ chế: Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể và hạt tải điện ở đầu nóng mạnh hơn đầu lạnh, nên có xu hớng đẩy hạt tải điện từ đầu nóng tới đầu lạnh. Trong vật lý chất rắn, ngời ta xem dao động mạnh tinh thể nh những phonon, nên hiện t- ợng này gọi là hiện tợng hạt tải điện bị phonon cuốn đi.
Mặt khác, trong một số chất rắn (ví dụ nh bán dẫn), mật độ hạt tải tăng theo nhiệt độ. Khi ấy hạt tải sẽ khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh, làm hai
đầu tích điện trái dấu; gây nên một hiệu điện thế
21 2 1 2 1 T A T T A A T U = ∫h dT . Trong cặp nhiệt điện ở 2 vật rắn A, B không giống nhau sẽ hình thành 1 suất điện động:
21 1 ( ) T s A B T h h dT ε = ∫ − (2.32) c. Hiệu ứng Seebeck
Vậy trong mạch kín tạo thành từ 2 vật dẫn A, B và 2 chuyển tiếp của chúng đợc giữ ở nhiệt độ T1, T2. Khi đó mạch sẽ tạo thành lặp nhiệt điện và
suất điện động trong cặp nhiệt này là kết quả tác dụng đồng thời của 2 hiệu ứng: Peltier và Thomson. Suất điện động này gọi là suất điện động Seebeck.
21 2 1 2 1 / ( )1 ( )2 ( ) T T T A B TX s TX TX A B T E =ε +ε =U T −U T + ∫ h −h dt (2.35) Nếu chọn T1 là nhiện độ so sánh T1 = 00C. Khi đó đối với một cặp vật dẫn A, B cho trớc, suất điện động chỉ phụ thuộc T2.
2.4.3. Phơng pháp chế tạo và sơ đồ đo, phơng pháp đoa. Phơng pháp chế tạo cặp nhiệt và vỏ bảo vệ a. Phơng pháp chế tạo cặp nhiệt và vỏ bảo vệ
- Nguyên tắc: Tránh tạo ra những cặp nhiệt ký sinh
- Nguyên nhân: Gấp khúc, nhiễm bẩn hoá học, bức xạ hạt nhân. - Kỹ thuật hàn cặp nhiệt:
+ Hàn thiếc khi nhiệt độ sử dụng không quá cao. + Hàn xì bằng đèn axetylen.
+ Hàn bằng tia lửa điện.
- Vỏ bảo vệ: Tránh mọi tiếp xúc vùng ngoài mối hàn dây đợc đặt trong sứ cách điện. Sứ phải trở về mặt hoá học và điện trở lớn cấu trúc cặp nhiệt - sứ cách điện thờng không bền vững về mặt cơ học bởi vậy để bảo vệ, ngời ta còn trang bị thêm lớp vỏ bọc bên ngoài bằng sứ hoặc bằng thép. Đảm bảo kín không để không khí lọt qua, tránh thay đổi nhiệt độ đột ngột. Nếu vỏ bằng thép thì mối hàn có thể tiếp xúc với vỏ thép để tránh thời gian đáp ứng.