Par termoeléctrico
Un termopar es un dispositivo eléctrico que consta de dos conductores eléctricos diferentes que forman una unión eléctrica . Un termopar produce un voltaje dependiente de la temperatura como resultado del efecto Seebeck , y este voltaje se puede interpretar para medir la temperatura . Los termopares se utilizan ampliamente como sensores de temperatura . [1]
Los termopares comerciales son económicos, [2] intercambiables, se suministran con conectores estándar y pueden medir una amplia gama de temperaturas. A diferencia de la mayoría de los otros métodos de medición de temperatura, los termopares son autoalimentados y no requieren ninguna forma externa de excitación. La principal limitación de los termopares es la precisión; Los errores del sistema de menos de un grado Celsius (° C) pueden ser difíciles de lograr. [3]
Los termopares se utilizan ampliamente en la ciencia y la industria. Las aplicaciones incluyen la medición de temperatura para hornos , gases de escape de turbinas de gas, motores diesel y otros procesos industriales. Los termopares también se utilizan en hogares, oficinas y empresas como sensores de temperatura en termostatos , y también como sensores de llama en dispositivos de seguridad para electrodomésticos a gas.
En 1821, el físico alemán Thomas Johann Seebeckdescubrió que una aguja magnética sostenida cerca de un circuito formado por dos metales diferentes se desviaba cuando una de las uniones de metales diferentes se calentaba. En ese momento, Seebeck se refirió a esta consecuencia como termo-magnetismo. Más tarde se demostró que el campo magnético que observó se debía a la corriente termoeléctrica. En el uso práctico, el voltaje generado en una única unión de dos tipos diferentes de cable es lo que interesa, ya que se puede utilizar para medir la temperatura a temperaturas muy altas y bajas. La magnitud del voltaje depende de los tipos de cable que se utilicen. Generalmente, el voltaje está en el rango de microvoltios y se debe tener cuidado para obtener una medición utilizable. Aunque fluye muy poca corriente, la energía puede ser generada por una sola unión de termopar. Generación de energía usando múltiples termopares, como en untermopila , es común.
La configuración estándar para el uso de termopares se muestra en la figura. Brevemente, el sentido de temperatura T deseado se obtiene usando tres entradas: la función característica E ( T ) del termopar, el voltaje medido V y la temperatura de las uniones de referencia T ref . La solución de la ecuación E ( T sentido ) = V + E ( T ref ) produce T sentido . Estos detalles a menudo están ocultos para el usuario, ya que el bloque de unión de referencia (con T ref termómetro), voltímetro y solucionador de ecuaciones se combinan en un solo producto.
El efecto Seebeck se refiere al desarrollo de una fuerza electromotriz a través de dos puntos de un material conductor de electricidad cuando hay una diferencia de temperatura entre esos dos puntos. En condiciones de circuito abierto donde no hay flujo de corriente interna, el gradiente de voltaje ( ) es directamente proporcional al gradiente de temperatura ( ):
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