20C Termopares.pdf - Profe Saul

Capítulo 20. Adquisición y control automático. Temperatura Pág 2
1. MEDIDA DE TEMPERATURA CON TERMOPARES.
1.1 TERMOPARES.
Los termopares se basan en el efecto descubierto por Sir Thomas Seebeck: en un circuito formado por dos
metales distintos, A y B, con dos uniones a diferente temperatura, aparece una corriente eléctrica.
Se produce una conversión de energía térmica en energía eléctrica, o bien, si se abre el circuito, en una fuerza
termo-electromotriz (f.t.e.m) que depende de los metales y de la diferencia de temperatura entre las uniones:
e AB = aT
donde a es el coeficiente de Seebeck y T la temperatura absoluta. a representa la variación de tensión
producida por la variación de 1º de temperatura para cada par de materiales. Así para el hierro-constantan a es
de 0,0828mV por grado.
Todos los pares de metales diferentes presentan este efecto.
Para pequeños cambios de temperatura, la tensión de Seebeck es linealmente proporcional a la temperatura.
El efecto Seebeck es una combinación de los efectos Peltier y Thomson:
- Efecto Peltier: cuando una corriente circula por la unión de dos metales diferentes se produce una
absorción o liberación de calor en ésta, que es función de la dirección del flujo de corriente.
- Efecto Thomson: cuando una corriente circula por un metal homogéneo sometido a un gradiente de
temperatura provoca una absorción o liberación de calor.
1.1.1 Leyes empíricas de los circuitos termoeléctricos
Las tres leyes empíricas de los circuitos termoeléctricos son:
- Ley de los materiales homogéneos: en un conductor metálico homogéneo no se genera corriente
termoeléctrica al aplicarle calor, aunque varíe la sección transversal del conductor.
Consecuencias:
o Para formar un termopar hacen falta dos metales diferentes.
o Si un metal sometido a un gradiente de temperatura genera una fuerza electromotriz indica que
no es homogéneo.
- Ley de los materiales intermedios: la suma algebraica de las tensiones termoeléctricas en un circuito
compuesto de un número cualquiera de metales distintos es cero, si todo el circuito está a una misma
temperatura.