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Günther GmbH Temperaturmesstechnik | Technische Informationen zu Thermoelementen
3. Thermogesetze
Die Spannung in einem aus beliebig vielen verschiedenen Metallen aufgebauten Stromkreis bleibt Null, wenn sich alle Teile dieses Stromkreises auf der gleichen Temperatur befinden. Es fliesst dann kein Strom in diesem Kreis. Eine Thermospannung tritt immer nur dann auf, wenn eine Temperaturdifferenz vorhanden ist.
Das Gesetz des homogenen Stromkreises
In einem homogenen Leiter kann in einem inhomogenen Temperaturfeld keine Thermospannung entstehen. Auch ein homogener Leiter lässt sich in eine Anzahl kleiner Batterien zerlegen die sich in ihren Spannungen gerade wieder aufheben, solange der Leiter homogen ist und die beiden Enden des Leiters auf derselben Temperatur sind.
Bei einem Thermoelement ist demnach die Thermospannung nur von der Temperaturdifferenz zwischen Mess- und Vergleichsstelle abhängig. Die in einem Stromkreis entstehenden Thermospannungen addieren sich daher unter Berücksichtigung der Polaritäten. Das Gesetz der Addition von Thermospannungen
Da die Thermospannung einen Volumendiffusionseffekt darstellt, ist mit einem Temperaturgradienten ein elektrischer Strom verbunden. Ein Drahtstück kann man sich deshalb als Batterie vorstellen. Ein Temperaturgradient lässt sich in beliebig viele Teilbereiche untergliedern, folglich setzt sich die Thermospannung aus ebenso vielen Teilspannungen zusammen es gilt das Additionsgesetz.
Abb. 3: Addition von Thermospannungen
Abb. 4: Kennlinien verschiedener Thermoelemente