Um termopar é um dispositivo usado extensivamente para medir a temperatura. Saiba como o dispositivo funciona aqui.

Um termopar é composto por pelo menos dois metais unidos para formar duas junções. Um está conectado ao corpo cuja temperatura deve ser medida, esta é a junção quente ou de medição. A outra junção está conectada a um corpo de temperatura conhecida, esta é a junção de frio ou de referência. Portanto, o termopar mede a temperatura desconhecida do corpo com referência à temperatura conhecida do outro corpo.

Princípio de trabalho

O princípio de funcionamento do termopar é baseado em três efeitos, descobertos por Seebeck, Peltier e Thomson. Eles são os seguintes:

1) Efeito Seebeck: o efeito Seebeck afirma que quando dois metais diferentes ou ao contrario são unidos em duas junções, uma força eletromotriz (emf) é gerada nas duas junções. A quantidade de emf gerada é diferente para diferentes combinações dos metais.

2) Efeito Peltier: Conhecido também como força motriz de Peltier, de acordo com o efeito Peltier, quando dois metais dissimilares são unidos para formar duas junções, emf é gerado dentro do circuito devido às diferentes temperaturas das duas junções do circuito.

3) Efeito Thomson: de acordo com o efeito Thomson, quando dois metais diferentes são unidos entre si formando duas junções, o potencial existe dentro do circuito devido ao gradiente de temperatura ao longo de todo o comprimento dos condutores dentro do circuito.

Na maioria dos casos, a força eletromotriz sugerida pelo efeito Thomson é muito pequena e pode ser negligenciada fazendo uma seleção adequada dos metais. O efeito Peltier desempenha um papel proeminente no princípio de funcionamento do termopar.

Como funciona

Compreende dois metais diferentes, A e B. Estes são unidos para formar duas junções, p e q, que são mantidas às temperaturas respectivamente. Lembre-se de que o termopar não pode ser formado se não houver duas junções. Uma vez que as duas junções são mantidas a diferentes temperaturas, a emf de Peltier é gerada dentro do circuito e é a função das temperaturas de duas junções.

Se a temperatura de ambas as junções for a mesma, emf iguais e opostas serão geradas em ambas as junções e a corrente líquida que flui através da junção é zero. Se as junções forem mantidas a diferentes temperaturas, as forças eletromotrizes não se tornarão zero e haverá uma corrente líquida que flui através do circuito. A emf total que flui através deste circuito depende dos metais utilizados no circuito, bem como a temperatura das duas junções. O emf total ou a corrente que flui através do circuito podem ser facilmente medidos pelo dispositivo adequado.

O dispositivo para medir a corrente ou a emf está conectado no circuito do termopar. Ele mede a quantidade de emf que flui através do circuito devido às duas junções dos dois metais dissimilares mantidos a diferentes temperaturas.

Agora, a temperatura das junções de referência já é conhecida, enquanto a temperatura da junção de medição é desconhecida. A saída obtida do circuito do termopar é calibrada diretamente contra a temperatura desconhecida. Assim, a tensão ou a saída de corrente obtida a partir do circuito do termopar conferem o valor da temperatura desconhecida diretamente.

Dispositivos usados ​​para medir a força eletromotriz

A quantidade de emf desenvolvida no circuito do termopar é muito pequena, usualmente em milivolts, portanto, instrumentos altamente sensíveis devem ser usados ​​para medir o emf gerado no circuito do termopar. Dois dispositivos usados ​​geralmente são o galvanômetro comum e o potenciômetro de balanceamento de tensão. Desses dois, um potenciômetro de balanceamento manual ou automático é usado na maioria das vezes.