categorii: Articole prezentate » Electricieni novici
Număr de vizualizări: 5142
Comentarii la articol: 0

Ce este un termocuplu și cum funcționează

 

Termocuple există datorită unui astfel de fenomen ca diferența de potențial de contact. Dacă doi conductori solizi diferiți sau semiconductori sunt în contact strâns între ei, atunci se formează sarcini electrice separate în vecinătatea locului de contact. În acest caz, la capetele externe ale acestor conductoare va apărea o diferență de potențial. Această diferență de potențial va fi egală cu diferența funcției de lucru pentru fiecare metal împărțită la sarcina electronilor

Ce este un termocuplu și cum funcționează

Este clar că dacă închideți o astfel de pereche într-un inel, atunci EMF-ul rezultat va fi zero, dar dacă, pe de o parte, este totuși lăsat deschis, va exista un EMF real, care va varia de la zecimi de volt la unități de volți, în funcție de ce aceasta este pentru materiale.

Desigur, nu este posibilă măsurarea diferenței de potențial de contact cu un voltmetru, cu toate acestea, se va manifesta pe caracteristica curentului de tensiune, de exemplu, se manifestă într-un tranzistor și în dioda de pe joncțiunea p-n.

Concluzia este că, de exemplu, două metale vin în contact, sistemul iese din echilibru, deoarece potențialele chimice ale acestor două metale nu sunt egale între ele, ca urmare, electronii difuză spre o scădere a energiei lor, ceea ce la rândul său duce la o schimbare a încărcării și potențial electric al metalelor contactate. Așadar, în regiunea cu contact apropiat începe creșterea câmpului electric și, prin urmare, avem ceea ce avem.

Principiul termocupla

Dacă acum considerăm din nou acești doi conductori din metale diferite, închise doar într-un inel, când emf total dintr-un circuit închis devine zero, atunci obținem două locuri de contact. Vom numi aceste locații joncțiuni.

Deci, există două joncțiuni a doi conductori diferiți. Ce se întâmplă dacă încercați să încălziți una dintre joncțiuni și lăsați a doua la temperatura camerei? Evident, deoarece metalele conectate sunt diferite și există o diferență de potențial de contact în fiecare articulație, joncțiunile vor experimenta devieri diferite ale EMF la temperaturi diferite.

Experimentul dovedește că diferența de potențial dintre joncțiuni va fi proporțională cu diferența de temperaturi a acestora, astfel încât puteți introduce coeficientul de proporționalitate, care se numește termo-EMF. Pentru termocuple diferite, termo-EMF va fi diferit.

Dacă tensiunea este măsurată în contextul unui astfel de inel, atunci într-un anumit interval de temperatură se va dovedi a fi aproape strict proporțională cu diferența de temperatură a joncțiunilor. Și chiar dacă lăsați o singură joncțiune (ca în figură) și o încălziți doar și măsurați tensiunea între două capete situate la aceeași temperatură a camerei, puteți găsi totuși o dependență foarte clară a EMF de temperatura curentă a joncțiunii. Așa funcționează termocuplele.

Tipuri de termocuple

Fenomenul descris se referă la termoelectrică, iar efectul în sine, pe baza căruia funcționează toate termocuplurile, este denumit Efect de seebeck, în onoarea descoperitorului său - Thomas Seebeck. Astăzi puteți întâlni termocuple industriale, în care, în funcție de intervalul de temperatură măsurat necesar, electrozii sunt realizați din aliați special selectați.

De exemplu, termocuplele realizate din aliaje de crom și alumel au un coeficient termo-emf de 40 microvolți pe ° C și sunt concepute pentru a măsura temperaturile cuprinse între 0 și + 1100 ° C. O pereche de cupru-constantan, atât de populară ca instrument de demonstrație, vă permite să măsurați temperaturile de la -185 la + 300 ° C.

Termo-EMF depinde puternic de diferența de temperatură specifică, prin urmare, pentru a evalua parametrii, este convenabil să se utilizeze tabelul, de exemplu, la o temperatură de joncțiune rece de 0 ° C, la o diferență de temperatură de 100 de grade, diferența de potențial a perechii cupru-constantan va fi de aproximativ 4,25 mV.

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Modul termoelectric Peltier - dispozitiv, principiul funcționării, caracteristic ...
  • Senzori de temperatură. Partea a treia. Termocuple. Efect de seebeck
  • Termogeneratoare: cum să „sudați” energia electrică pe o sobă cu gaz
  • Senzori de temperatură industriali
  • Tensiunea, rezistența, curentul și puterea sunt principalele cantități electrice

  •