ojo mecánico

TERMOCUPLAS
Juan Deferrari

juandefe@adinet.com.uy

Resumen - En este trabajo se describe el
principio físico en el cual se basa el
funcionamiento de las termocuplas (efecto
Seebeck), las leyes básicas, los distintos
tipos de termocuplas, cables de extensión y
compensación de la “punta fría”.

José Pirez

jpcutu@adinet.com.uy

II. Efecto Seebeck
En un circuito cerrado, formadopor
dos conductores diferentes A y B (Fig.1)
hay circulación de corriente cuando existe
una diferencia de temperaturas T entre
sus uniones.
Denominando unión de medición Tm y
unión o juntura de referencia Tr (también
llamada “punta fría”). La existencia de una
f.e.m térmica en el circuito es conocida
como efecto Seebeck.

I. Introducción

ΕN 1821 Thomas Johann Seebeck (17701831) físicoy médico alemán que
perteneció a la academia de ciencias de
Berlín, descubrió la termoelectricidad,
principio en el que se basa la termocupla o
también llamada termopar.

Cuando la temperatura de la juntura de
referencia se mantiene constante, se puede
verificar que la f.e.m. térmica es función de
la temperatura de la juntura de medición.
Este hecho permite utilizar el partermoeléctrico como un termómetro.

Es el sensor de temperatura más común
utilizado industrialmente, esto se debe
principalmente a su bajo costo, buena
velocidad de respuesta y al variado rango
de temperatura de uso de la misma.
Básicamente es un circuito formado por 2
conductores de diferente composición
unidos en un extremo.
Cuando se conectan dos metales distintos, y
sus uniones son mantenidas adistintas
temperaturas, tres fenómenos ocurren
simultáneamente: el efecto Seebeck, el
efecto Peltier y el efecto Thompson (estos
dos últimos son efectos de segundo orden,
que no tendremos en cuenta).

Figura 1: efecto Seebeck

Si ahora abrimos el lazo entre ambos
metales se genera una diferencia de
potencial Vab entre ellos (esto es debido a
la f.e.m térmica que se genera) como
muestrala figura 2.

Universidad de la República
Facultad de ingeniería, Montevideo
Curso medidas eléctricas 20003
Profesor: Daniel Slomovitz
Figura 2

1

La relación entre Vab y la diferencia de
temperatura entre las uniones está dada por
la siguiente ecuación

S seebek =

dV ab
dT

III. Leyes de las termocuplas
[1] Ley de los circuitos homogéneos
La f.e.m. medida depende única yexclusivamente de la composición
química de los metales y de las
temperaturas existentes en sus uniones
(figura 3.a).

(1)

Donde el coeficiente S se llama coeficiente
de Seebeck y es una función del tipo de
metal y de la diferencia de temperatura
entre la punta de medición y la de
referencia. .

[2] Ley de los metales intermedios
a) Si un tercer metal homogéneo C
es insertadoentre dos puntos de uno de
los dos metales, siempre que las
junturas del metal C estén a la misma
temperatura la f.e.m. del circuito no
cambia (figura 3.b)

Es importante notar que mientras la
corriente que circula por el circuito depende
de la resistencia de los conductores, la f.e.m
térmica no depende ni de la resistividad, ni
de la sección de los mismos.

b) Si un tercer metal C esinsertado
entre los dos metales en una de las
juntas, siempre que las junturas del
metal C estén a la misma temperatura,
la f.e.m. del circuito no cambia (figura
3.c).

Figura 3: Leyes de las termocuplas

2

[3] Sea la f.e.m. producida entre los
metales A y C: femAC; la f.e.m.
producida entre los metales C y B:
femCB. Entonces la f.e.m. total entre
los metales A y B es: femAB = femAC+ femCB (figura 3. d).

ºC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 0,000 0.050 0.101 0.151 0.202 0.253 0.303 0.354 0.405 0.456 0.507
10 0,507 0.558 0.609 0.660 0.711 0.762 0.873 0.865 0.916 0.967 1.019
20 1.019 1.070 1.122 1.174 1.225 1.277 1.329 1.381 1.432 1.484 1.536
30 1.536 1.588 1.640 1.693 1.745 1.797 1.849 1.901 1.954 2.006 2.058
40 2.058 2.111 2.163 2.216 2.268 2.321 2.364 2.426 2.479 2.532...