018 – Thermocouple

Effet thermoélectrique  

Effet Seebeck  

Génération de tension par chauffage  

 

Introduction à:  

• Thermométrie 
• Thermomètre électrique  

 

Matériel:  

a) 

• Électrode de soudage, en nickel (le revêtement doit d’abord être enlevé à l’aide d’une pince et d’un papier de verre grossier)  
• Fil de cuivre (env. 20 cm)       

Tension de contact 20 μV/K  

ou  

b) 

• Fil Constantan (longueur env. 20 cm ; diamètre env. 0,5 mm)  
• Fil de fer (longueur env. 20 cm ; diamètre env. 0,5 mm)  

Tension de contact 43 μV/K  

ou  

c) 

• Fil nickel-chrome (longueur env. 20 cm ; diamètre env. 0,5 mm)  
• Fil de nickel (longueur env. 20 cm ; diamètre env. 0,5 mm)  

Tension de contact 40 μV/K  

en général: Des paires de fils de deux métaux différents A et B, par exemple aussi du fer et du zinc, conviennent  

• Voltmètre dans la gamme des millivolts / multimètre  
• Pinces crocodiles  
• Bougie / Briquet  

Montage:  

a) 

• Retirez l’isolant du fil de cuivre et enroulez-le autour de l’électrode de nickel une ou deux fois, créant ainsi une liaison solide entre les métaux.  

b) c) 

• Tordez les extrémités des deux fils sur une longueur de 5 cm.  
• Connectez le voltmètre aux extrémités libres du métal A et du métal B.  

Exécution:  

• Chauffez le point de contact des métaux avec la flamme de la bougie.  

Observation:  

• Le voltmètre indique une tension de contact de l’ordre du millivolt.  
• Au fur et à mesure que le point de contact chauffe, la tension de contact augmente  
• Pour la paire métal a) cuivre – nickel c’est : 20 μV/K, c’est-à-dire que 2 mV correspond à une augmentation de température de 100 K.  
• Lors du refroidissement, la tension de contact diminue. 

Explication:  

• La tension de contact est due au travail de sortie différent des électrons de différents métaux, les niveaux de Fermi sont de différentes hauteurs.  
• La tension de contact augmente proportionnellement à la température (absolue) au point de contact.  

Conseils:  

• Le contact entre les métaux peut être augmenté en frappant le point de torsion avec un marteau ou en soudant les fils ensemble.  
• Avec un voltmètre dans la plage μV, même la chaleur de la main peut être détectée.  
• Dans la paire métal A nickel-chrome – métal B nickel, la tension de contact est d’environ 40 μV/K (supérieure à 0 °C).