tERMOCULPA

EFECTO TERMOELÉCTRICO

1. Objetivos:

Estudiar la conversión de la energía térmica en eléctrica

2. Fundamento Teórico:

TERMOCUPLA:

Es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otrodenominado "punto frío" o unión fría o de referencia.
En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado celsius son difíciles de obtener.
El grupo determopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefacción a gas.















DETERMINACIÓN DE POLARIDAD:

Cuando t > t0, se genera corriente en una de las uniones. El sentido de la corriente que llega a la segunda unión, fría determina el signo del conductor, como la f.e.m. El electrodopositivo es aquel que la corriente se dirija a una soldadura cuya temperatura t o t0 y negativo a la corriente que sale del mismo.
Variando las temperaturas t0> t, cambia el sentido de la corriente en las uniones, pero el signo del electrodo permanente invariable puesto que la corriente llega a la unión fría.
El subíndice A se escribe primero, luego el B negativo en el símbolo de la f.e.m.CAB, A = +, B = -


GENERACIÓN DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ:

La generación de la f.e.m. se basa en la existencia de electrones libres en los metales. La densidad de los electrones libres (su cantidad por unidad de volumen) no es igual; por eso en los puntos de contacto de los metales heterogéneos, por ejemplo en la primera unión, los electrones se difundirán del metal A al B (que tiene menosdensidad de electrones libres) en mayor cantidad, que en dirección inversa o sea del metal B al A.
El campo eléctrico que surge en este caso en el lugar de la unión, obstaculizará dicha difusión y cuando la velocidad de transición por difusión de los electrones llegue a ser igual a la velocidad de transición de éstos, bajo la influencia del campo establecido, comenzará un estado de equilibriodinámico.
En tales condiciones, entre los metales A y B, aparece cierta diferencia de contacto de los potenciales. Como la densidad de los electrones libres, también depende de la temperatura del punto de unión de los metales A y B; en el punto de contacto de dichos conductores, a cualquier temperatura surgirá una f.e.m.:


… (I)








COMPENSACIÓN DE UNIÓN FRÍA:

Cuando seutiliza un par termoeléctrico para medir temperaturas, lo que se mide realmente es la diferencia de temperatura entre sus dos uniones.
Cuando se le conecta un instrumento indicador, la temperatura del instrumento es de la unión fría, siempre que los hilos de conexión sean del mismo material que los del par o del material de iguales características
Si cambia la temperatura ambiente, también cambia latemperatura de unión fría, introduciendo un error equivalente en la calibración de la escala. Este error se reduce a veces utilizando unas piezas bimetálicas que se desplaza hasta la posición cero de los muelles de control del instrumento indicador, cuando varía la temperatura ambiente, para que la aguja indique siempre la temperatura correcta.


EFECTO SEEBECK:

El primer efecto de latermoelectricidad fue descubierto en 1821 por el médico y físico estoniano Thomas Johann Seebeck, el cual lo denominó bautizándolo con su propio nombre: el efecto Seebeck. Este efecto termoeléctrico define que una diferencia de temperatura puede convertirse en electricidad.
Seebeck descubrió accidentalmente mientras soldaba un cable de cobre y otro de bismuto. Que cuando dos cables de diferentes...