Termocuplas

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LABORATORIO DE MEDIDICIOES ELECTRICAS
TERMOCUPLAS
MARCO TEORICO:
Una Termocupla se forma al unir dos metales diferentes. Como resultado de esta unión aparece entre los extremos libres de los metales una diferencia de potencial que depende de la Temperatura. Este fenómeno se conoce como Efecto Seebeck, quien en 1821 estudió su comportamiento. Este efecto permite calibrar la Termocupla parausarla como un Termómetro.

El Efecto Seebeck es la suma de dos efectos independientes, a saber:

1. El Potencial de Contacto debido a la unión metal-metal y

2. El Doble Voltaje de Thomson debido a que cada uno de los dos metales tiene una diferencia de Temperatura entre sus extremos. J. J. Thomson (más conocido por su título de Lord Kelvin) estudió este efecto en 1851.

El Potencialde Contacto metal-metal VUBUCUBU.

La unión de dos metales diferentes (Elementos metálicos y/o aleaciones) genera
una diferencia de potencial que depende de la Temperatura. En general el voltaje que aparece entre los metales es tan pequeño (del orden de milivoltios), que para la mayoría de las aplicaciones eléctricas puede considerarse que los metales están a un mismo potencial. Sin embargo,este pequeño voltaje es también responsable de corrosiones y oxidaciones en los metales, por ejemplo: en los bornes de plomo de las baterías de un carro, donde se unen con los cables de cobre.
En un metal los electrones de la última capa de sus átomos están tan poco ligados a estos que permanecen sumergidos dentro de todo el metal como lectrones “casi-libres”. No son enteramente libres porqueno pueden salir del metal. Simplificando podemos considerar que los electrones dentro del metal están bajo la acción de un potencial producido por el material, que es prácticamente constante (excepto en pequeñas variaciones muy cerca de cada átomo)

Los Voltajes de Thomson.

Cualquier metal solo, cuyos extremos se encuentran a diferente Temperatura desarrolla una diferencia de potencial entresus extremos que depende de dicha
diferencia de Temperaturas.

Así, en la Termocupla de la Figura 8.1 el metal 1 producirá un Voltaje de Thomson VB1B [ TBAMBB → T ], donde el subíndice indica el metal y la cantidad entre corchetes representa las Temperaturas respectivas [desde → hasta] donde se mide la diferencia de potencial. De la misma manera el metal 2 producirá VB2B [ TBAMBB → T ]. Por lotanto, entre los extremos libres de la Termocupla se medirá una diferencia de potencial de Thomson, sin tomar en cuenta el Potencial de Contacto

Principio de funcionamiento de las termocuplas.

Una termocupla consiste de un par de conductores de diferentes metales o aleaciones (termopar o termoelementos); uno de los extremos, la junta de medición está colocado en el lugar donde se ha demedir la temperatura. Los dos conductores (termoelementos) salen del área de medición y terminan en el otro extremo, la junta de referencia. Se produce entonces una fuerza electromotriz (fem) que es unción de la diferencia de temperatura entre las dos juntas.

Dado que el principio de medición se basa en la diferencia de temperatura entre la junta de medición y la de referencia, la temperaturaen la junta de referencia debe ser conocida y constante. De no ser esto posible, dicha temperatura deberá ser determinada por un segundo sensor

Factores a considerar al momento de escoger la termocupla
* Rango de Medición (T mínima y máxima)
* Medio a Medir (sólido, líquido y gaseoso)
* Características físicas (dimensiones)
* Sistema de Fijación y/o Terminación
Rango deMedición

Metales Base
* Cobre: Es el conductor positivo de la combinación Cobre-Constantano. Cobre puro libre de oxígeno.
* Fierro: Es el conductor positivo de la combinación Fierro-Constantano. Fierro puro con un total máximo de 0.01 % de impurezas.
* Constantano: Es el conductor negativo de las combinaciones Cobre-Constantano, Fierro-Constantano, Cromel-Constantano. Aleación con...
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