Un termopar es un dispositivo utilizado para convertir el calor en energía eléctrica. Mide la diferencia de temperatura entre dos puntos. Los termopares se encuentran entre los sensores de temperatura más utilizados debido a su amplia disponibilidad y a un costo muy bajo. Desafortunadamente, sin embargo, no son los lectores de temperatura más precisos.

El efecto Seebeck

El efecto Seebeck juega un papel clave en la función de un termopar. Establece que una diferencia de temperatura entre dos semiconductores de metal creará electricidad. Cuando estos semiconductores forman un bucle, se genera una corriente eléctrica. Los termopares dependen de este efecto para medir la temperatura. Cuando un termopar se coloca entre un gradiente de temperatura entre dos semiconductores, se convierte en parte del circuito creado por el efecto Seebeck. Esto le permite medir un voltaje y convertirlo en un gradiente de temperatura legible según los tipos de metal que se utilizan.

La función de un termopar

Cuando un termopar mide un gradiente de temperatura, está midiendo la diferencia de temperatura entre dos semiconductores. Esto significa que un termopar debe estar conectado a un multímetro, lo que le permite a su usuario leer el voltaje de los dos semiconductores involucrados. La diferencia de temperatura y voltaje están directamente relacionados. Por lo tanto, si uno puede leer el voltaje que corre a través de un circuito, uno puede calcular la diferencia de temperatura entre los dos semiconductores. Esta diferencia de temperatura se obtiene midiendo el voltaje; para el voltaje corresponde directamente a la diferencia de temperatura entre las dos uniones de los semiconductores del termopar.

Tipos de termopares

Hay muchos tipos de termopares, todos varían en la aleación de metal utilizada en su sonda . Los termopares tipo K más comunes (cromel-alumel) son muy baratos y tienen una amplia gama de temperaturas que pueden medir. Sin embargo, la baratura de este tipo se muestra en el hecho de que no es muy precisa y puede experimentar cambios en la sensibilidad a temperaturas superiores a 354 grados Celsius, que es el punto de Curie para el níquel, un componente del cromo. Los termopares tipo E (constante de cromo) tienen una sensibilidad más alta que el tipo K y no son magnéticos. Hay muchos otros tipos de termopares, y se puede encontrar una lista completa en la sección de Recursos.

Aplicaciones

Los termopares se utilizan en la fabricación de acero para medir la temperatura del acero en orden para determinar el contenido de carbono del acero en función de su temperatura de fusión. También se usan en luces piloto. Esta aplicación requiere que la sonda del termopar esté en la llama piloto para saber si la llama está encendida. Cuando la llama está encendida, se genera una corriente en el termopar y lee el calor producido por la llama. Cuando la llama está apagada, los sensores electrónicos pueden cerrar el gas para evitar posibles fugas de gas.

Leyes del uso del termopar

Los termopares obedecen tres leyes cuando están en funcionamiento. En primer lugar, la ley de materiales homogéneos establece que las temperaturas no aplicadas en las uniones del termopar no afectarán el voltaje producido, ya que no crean un gradiente de temperatura más. En segundo lugar, la ley de materiales intermedios establece que los nuevos materiales inyectados en el circuito no cambiarán el voltaje siempre que las uniones formadas por el nuevo material no estén experimentando un gradiente de temperatura. La ley de temperaturas sucesivas establece que los voltajes entre tres o más uniones pueden sumarse.