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SOMMMAIRE
La figure ci-dessus représente un thermocouple, c'est à dire l'association de deux métaux différents.
Mise en évidence
L'expérience consiste à créer une différence de température entre 64 thermocouples reliés en série et observer la différence de potentiel totale.
La source chaude est un petit thermostat, la source froide est un bécher avec un mélagne eau-glaçon afin de maintenir une température stable de quelques degrés. On mesure alors la température du thermostat avec un thermomètre précis et on vérifie que la température de la source froide reste stable à quelques degrés. On note alors la différence de température mesurée et la différence de potentiel aux bornes de la plaque.
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Le tableau suivant présente les résultats obtenus :
On remarque alors que la tension obtenue est proportionnelle à la différence de température ( le décalage de 12mV s'éxplique par les effets de jonctions entre les sources).
Cette corrélation s'appelle “effet Seebeck”.
où U est la différence de potentiel (en V), S est le coefficient de Seebeck (en V.K -1) et dT la différence de température (en K).
Cette formule reste valide tant que dT reste faible. Lorsque celui ci devient plus grand, on peut approcher la différence de potentiel comme étant une fonction pôlynominale de la différence de température. Le coefficient de Seebeck (S(1,2)) de l'ensemble ne dépend que de la nature des matériaux employés.
De plus :
où S(1) et S(2) sont les coefficients de Seebeck respectif des matériaux 1 et 2. L'ordre de grandeur de grandeur du coefficient de Seebeck est une dizaine µV pour nombre de couples de métaux, le mV pour des couples haute performance à base de semi-conducteurs. Afin d'obtenir une tension exploitable, on associe donc un grand nombre de thermocouples en série électriquement, mais thermiquement en parallèle.
SUITE : VERS UN MEILLEUR RENDEMENT
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