При соприкосновении двух различных металлов между ними возника­ет контактная разность потенциалов, обусловленная различием значений работ выхода электронов и различием значений концентрации свободных электронов соприкасающихся металлов (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схема термопары

Если температуры точек соприкосно­вения («спаев») различны, то сумма разностей потенциалов в замкнутой цепи из двух (или большего числа) металлов равна нулю. Если же один из спаев (для случая цепи из двух металлов А и В) имеет температуру T₁, а другой Т₂, причем T₁ ≠ T₂ между спаями возни­кает термо-ЭДС, равная:

           (7.8)

где k – постоянная Больцмана; е – заряд электрона; n_A и n_B – концентрации свободных электронов в металлах А и В со­ответственно.

Формулу (7.8) можно записать в следующем виде:

U = K (T₁ – T₂),                    (7.9)

где К – постоянный для данной пары проводников коэффициент (коэффициент термо-ЭДС). Отсюда видно, что термо-ЭДС должна быть про­порциональна разности температур спаев.

Провод, составленный из двух изолированных по длине друг от друга проволок из различных металлов или сплавов («термопара»), может быть использован для измерения температур. В термопарах используют провод­ники, имеющие большой по величине и стабильный коэффициент термо-ЭДС. Наоборот, для обмоток измерительных приборов и эталонных рези­сторов стремятся применять проводниковые металлы и сплавы с возможно меньшим коэффициентом термо-ЭДС относительно меди, чтобы избежать появления в измерительных схемах паразитных термо-ЭДС, которые могли бы вызвать ошибки при точных измерениях.