§ 94. Приборы термоэлектрической системы

Принцип действия приборов термоэлектрической системы основан на использовании электродвижущей силы, возникающей в цепи, состоящей из разнородных проводников, если место соединения этих проводников имеет температуру, отличную от температуры остальной части этой цепи.

На рис. 220 дана схема прибора термоэлектрической системы.

Рис. 220. Схема прибора термоэлектрической системы

Измеряемый ток проходит по металлической нити 1, к которой припаяны или приварены два разнородных проводника 2, например железо и константан. Свободные концы проводников 2 присоединены к металлическим колодкам 5, хорошо отводящим тепло. К колодкам подключается магнитоэлектрический измерительный прибор 4.

Когда по нити 1 проходит ток, сама нить и место спая ее с проводниками 2 (точка 5) нагреваются. Точка 5 представляет собой горячий спай термопары. Металлические колодки 3 являются холодными спаями термопары. Вследствие разности температур в замкнутом контуре возникает термо-э.д.с., которая создает в этой цепи ток. Направление термотока будет всегда одно и то же независимо от направления измеряемого тока.

Количество тепла, выделенного в горячем спае термопары, согласно закону Джоуля - Ленца, пропорционально квадрату тока. Поэтому шкала применяемого в этой системе магнитоэлектрического прибора неравномерна. Для получения равномерной шкалы магнитное поле магнитоэлектрического прибора делают неоднородным. Термо-э.д.с. одной термопары не превышает 15 мв, что требует установки весьма чувствительного магнитоэлектрического прибора. Чтобы увеличить величину термо-э.д.с., соединяют несколько термопар последовательно в термобатарею.

Чувствительные термоэлектрические приборы изготовляются с термопарой, помещенной в вакуум.

Приборы термоэлектрической системы чувствительны к перегрузкам: даже при кратковременной перегрузке на 10% нагревательная нить может перегореть. Точность прибора довольно высока, что дает возможность строить их в классах 0,5 и 1. Приборы термоэлектрической системы получили наибольшее применение для измерения малых значений переменных токов в цепях повышенной и высокой частоты.