Si un circuito cerrado está formado por dos metales diferentes y la unión de los metales se mantiene a una temperatura diferente del resto del conjunto, una corriente circulará por este circuito (figura 1).
Esta corriente tiene su origen en la fuerza electromotriz de naturaleza térmica desarrollada en la unión calentada y este efecto se denomina "efecto termoeléctrico".
Dentro de un determinado rango de temperatura, la fuerza electromotriz desarrollada en una unión es proporcional a la temperatura:
E = a (T1 - T2)
Donde:
E - fuerza electromotriz desarrollada (V)
A - fuerza electromotriz diferencial (que depende de los materiales involucrados, siendo numéricamente igual a la fuerza electromotriz térmica desarrollada por grado centígrado para una cierta unión).
T1 y T2 - temperaturas de la unión y del resto del material (oC).
Damos a continuación, las características de algunos empalmes importantes con las tensiones obtenidas bajo diferentes temperaturas:
- Ferro-Constantan - (tipo J) - estos sensores se utilizan principalmente en medios reductores (donde existe falta de oxígeno) para la medida de temperaturas en el rango de -18 a 870 °C. Cuando se usan en temperaturas por encima de 538 °C su oxidación aumenta rápidamente, lo que requiere el uso de un hilo más grueso o más pesado para evitar una acción más intensa sobre el sensor o aún hacer su protección con capas protectoras. Los pares termoeléctricos de este tipo, sin capas, son bastante usados en medidas de temperatura hasta 290 °C.
Cromo-Alumel - (tipo K) - estos pares termoemétricos son indicados para aplicaciones en medios en que exista exceso de oxígeno vivo (oxidantes) para la medida de temperaturas de hasta 1315 °C. En realidad, la limitación de estos sensores está en 1150 °C si la operación es constante, ya que el medio tiende a actuar sobre el material modificando sus características.
Platino-Platino-Rodio - (tipos R, S10 y 13% de rodio) - tenemos aquí los termopares de metales nobles que se indican para medir temperaturas más altas. Los medios que contienen gases reductores afectan a estos sensores, exigiendo su protección por un tubo impermeable cuando se usan a temperaturas superiores a 540 °C.
Los dispositivos formados por una unión que opera según el principio del efecto termoeléctrico se denominan terminales pares o pares termoeléctricos que se utilizan como sensores de temperatura en diversas aplicaciones. Los termómetros de altas temperaturas se basan en la tensión obtenida de un termopar para dar una indicación precisa de esta magnitud. (figura 2).
Temas abordados
Junturas termoeléctricas (101)
Ver también
Pares termoeléctricos (101)
Termopares (102)
Sensores (103)