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金属、温度、电流之间的关系
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Red Mark 简介
一些用户读了『热电偶的知识点滴』后,可能对热电偶的原理还存在疑问,或是对于『塞贝克效应』仍感到难以理解。那么在这一页我们尽可能地避开那些难懂的物理说法,进行简单易懂的解说。因此如果从严密的物理学的立场来验证,可能会出现一些有问题的说法。但该页的主旨是便于用户理解,所以敬请原谅, 此外,如果您能参照『理化工业技术解说主页』的『热电偶的原理 热电偶的知识点滴1 的解说』,我们将不胜感激。
 
Red Mark 金属、温度、电流之间的关系
说起金属和温度的关系,大家都知道热膨胀的现象。那么,金属、温度、电流之间的关系是怎样的呢?
小学生时候的理科实验课上用镍铬合金线连接电池电源后,电流流出就会产生热量这个实验、金属流过电流就会产生热量
(焦耳热)这个现象,现在已经不用说明了吧。
在这儿我们将要解说的是热电偶的测量原理的提示。 如果加热金属棒的一端,则就会向没加热的一端发生热传递,关于这一点相信读者容易理解。可是也许有些读者不知道,在这个时候,除了热量之外还有其他东西也发生了传递。那就是,自由电子从温度高的一端移动到了温度低的一端。
 
温度低的一端在负极带电,温度高的一端砸阳极带电。
这种状态的金属棒中有电流流动时,与无电流流动时相比,会发生多余热传递变化。威廉姆•汤姆逊发现了这一现象,并将之称作汤姆逊效应。  
电流从低温物体流向高温物体,热传递就会增加。
电流从高温物体流向低温物体,热传递就会减少。
此外,如果温度差小,即便在同一金属内自由电子的活动也会随之变少。
即便在同一温度环境中,这些自由电子的移动也会随着金属材料的不同而发生变化。
金属的种类不同,热膨胀率、热传递率会不同。同样,自由电子的运动也会发生变化。  
材料A 
材料A 
如果金属上有温度差,自由电子能够移动的话,那么也许仅用单一的金属就可以制作温度传感器。下图为针对一种金属所列的例子。 
看了上图后,也许有人会认为因为自由电子从温度高的一端移动到温度低的一端,所以有电流流动。但是,因为在同一金属内无电位差,仅靠温度低的一端在负极带电,温度高的一端在阳极带电,是不会有电流流动的。金属、温度、电流之间的关系还有很多复杂、深奥的东西。在此,仅希望您将此页作为热电偶的测量原理的序章来理解。  
材質A 
材質B 
如果把它们在温度高的一端、温度低的一端连接起来,会有什么发生呢? 
产生电位差,电流流动。这个现象被德国的物理学家托马斯•塞贝克(Thomas Johann Seebeck)发现,并将之称为塞贝克效应。