把两种不同的金属导体丝连接成如图5-5所示的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度T及T。下(假定T>TO)、则在该回路内就会产生热电动势，这种现象称为热电效应。热电偶的侧温原理就是基于热电效应实现的。
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闭合回路中产生的热电动势由温差电动势和接触电动势两种电动势组成.
温差电动势是同一导体的两端因温度不同而产生的电动势。当同一导体的两端温度不同时，由于高温端T的电子动能比低温端T0的电子动能大，因而从高温端扩散到低温端的电子数比从低温端到高温端的多。结果高温端因失去电子而带正电荷，低温端因得到电子而带负电荷，从而在高、低温端之间便形成一个从高温端指向低溢端的静电场ES(如图5-6所示).此时，在导体的两端便产生一个电位差，该电位差就是温差电势E;(T，T0)。不同的导体具有不同的电子密度，所以它们的温差电动势也不一样。
接触电动势是在两种不同的导体接触面上产生的电动势。由于两种导体有不同的电子密度(如NA>NB)，因此在两个方向上电子扩散的速率就不同，从A到B的电子数要比从B到A的多，结果A因失去电子而带正电荷，B因得到电子而带负电荷，在A,B的接触面上便形成了一个从A到B的静电场，如图5-7所示。这个电场将阻碍扩散作用的进行，最后达到动态平衡状态时，A,B之间形成一电位差，这个电位差称为接触电动势EAB(T).接触电动势的大小取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。
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温差电动势小于接触电动势，常常忽略不计.在闭合回路中产生的总热电动势为:
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当To维持一定时，EAB(To)等于常数C.则对于确定的热电体其热电动势只与温度T成单值函数关系，即
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根据以上分析，可得到以下几个结论:
(1)热电偶产生热电动势的条件是两种不同的导体材料构成回路，两端接点处的温度不同。
(2)热电动势大小只与热电极材料及两端温度有关，与热偶丝的粗细和长短无关。
(3)热电极材料确定以后，热电动势的大小只与温度有关。
在To=0的条件下，用实验的方法，测出各种热电偶在不同热端沮度下所产生的热电动势值，构成所谓的“分度表”，方便查用。
(4)中间导体不影响热电偶回路的总热电动势值。在热电偶回路中接人第三种材料的导体后，只要中间导体两端的温度相同，对热电偶回路的总热电动势值没有影响。根据这一性质，可以在热电偶回路中引人各种仪表和连接导线等。这一性质还表明，可以以任意焊接方式制成热电偶的侧温接点，只需保证焊接点的温度均匀即可。
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