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熱電偶的工作原理
當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時（如圖5.1.1），只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導體稱為“熱電極”，產生的電動勢則稱為“熱電動勢”。
熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單一導體的溫差電動勢。
當A和B兩種不同材料的導體接觸時，由于兩者內部單位體積的自由電子數目不同（即電子密度不同），因此，電子在兩個方向上擴散的速率就不一樣。現假設導體A的自由電子密度大于導體B的自由電子密度，則導體A擴散到導體B的電子數要比導體B擴散到導體A的電子數大。所以導體A失去電子帶正電荷，導體B得到電子帶負電荷，于是，在A、B兩導體的接觸界面上便形成一個由A到B的電場。該電場的方向與擴散進行的方向相反，它將引起反方向的電子轉移，阻礙擴散作用的繼續進行。當擴散作用與阻礙擴散作用相等時，即自導體A擴散到導體B的自由電子數與在電場作用下自導體B到導體A的自由電子數相等時，便處于一種動態平衡狀態。在這種狀態下，A與B兩導體的接觸處就產生了電位差，稱為接觸電動勢。接觸電動勢的大小與導體的材料、接點的溫度有關，與導體的直徑、長度及幾何形狀無關。
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