熱の未来をクリエイト|株式会社八光電機
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第21回 身近にある材料で熱電対を作る
5ブロックの実験メンバーが交代で担当します
実験実施: 2011年8月、 実験担当: 第3ブロック
熱電対とは、2種類の違う材質の金属で回路を作ったとき、その両端の接点の温度が違うと電位差(熱起電力)が生じ、電流が流れるというゼーベック効果を利用した温度センサーのことを言います。
熱電対は温度測定実験などで使われますが、その種類はJISで決められています。また、理科年表には『種々の金属の白金に対する熱起電力』ということで、いくつかの金属の熱起電力が紹介されています。
そこで、今回は身近にある材料を組み合わせて熱電対を作り、熱起電力を測定してみたいと思います。
1. 実験方法
まず、身近にある材料を揃えました。集まった材料は以下の通りです。
材料
備考
成分
チタン
丸棒から削り出し
Ti
ニクロム線
電熱線(NCHW-1)
80Ni-20Cr
クロメル線
JIS K熱電対の+
90Ni-10Cr
アルメル線
JIS K熱電対の-
94Ni-3Al-1Si-2Mn
はんだ
無鉛はんだ
90Sn-4Ag-1Cu
カーボン糸
(金属ではない)
C
SUS304
クロムニッケル系ステンレス鋼
18Cr-8Ni
SUS316L
クロムニッケル系ステンレス鋼、低C(0.03%以下)
18Cr-12Ni-2.5Mo
使用するもの
●熱電対 :上の材料の組合せで作製したもの(材料同士の接続には圧着端子を使用する)
●電圧計(DIGITAL MULTIMETER)
●恒温槽(液槽タイプ)
●断熱容器(サーモカット)
●氷水
●銅線
恒温槽
断熱容器
電圧計
実験手順
基準接点を氷水の中(0℃)に入れる
↓
測定点の温度を50℃、100℃、150℃に調節する。
↓
各温度で安定したとき、電圧計で起電力を読み取る。
↓
測定した値から、それぞれの熱電対の起電力グラフを作成する。
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