Corrente produzida por termopares

Não consigo encontrar uma resposta para isso no Google.

Veja um termopar tipo K, por exemplo. A tensão produzida é de cerca de 41uV / K. Eu estou querendo saber como isso muda quando uma carga é colocada nele. Que equação determina a corrente? Posso assumir que o termopar é equivalente à fonte de tensão e resistência interna? Que corrente normalmente seria produzida quando em curto-circuito?

obrigado

Meu entendimento é que a tensão do termopar é estritamente uma função da temperatura. Aparentemente, isso é chamado de tensão de Seebeck . Como qualquer fonte de tensão, há uma resistência interna associada a ela devido aos efeitos do "mundo real". A corrente de curto-circuito será determinada por essa resistência interna pelo cálculo usual da Lei de Ohm I_ss = V (temperatura) / R_internal.

Os termopares podem e fornecem energia útil.

As sondas de satélite distantes são alimentadas por RTGs: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

Este documento descreve como o efeito termoelétrico é usado para alimentar essas naves, tipicamente 572 junções, gerando 294W (28V a 10,5A) no início de uma missão, reduzindo ao longo do tempo à medida que a fonte radioativa decai.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ descreve em detalhes pesquisas exaustivas sobre materiais que podem ser usados ​​nesses geradores.

As junções de silício-germânio produzem> 300 microvolts por grau K, o que é alto comparado a uma junção de termopar típica de grau de 'medição'.

Se você quiser usar um termopar para medir algo, precisará fazer com que o mínimo de corrente flua possível. Se você deseja que uma junção forneça corrente, tome o máximo que puder enquanto permite a queda de tensão na junção.

Uma questão muito parecida com os painéis fotovoltaicos nos telhados das casas, onde o inversor fotovoltaico reduz a corrente consumida, para manter a tensão, para fornecer a potência máxima extraída.

Cheguei nesta postagem depois de pesquisar no google para ver quanta corrente eu poderia extrair de um termopar sem afetar materialmente a medição. Não encontrei a resposta exata aqui (e também não acreditava que um termopar fosse realmente uma fonte de tensão ideal), por isso fiz uma medição. A resistência deste termopar é de ~ 4,5ohms (medida aplicando 100mA e medindo a tensão) e, a partir da plotagem, podemos ver com certeza que ele age como uma fonte de tensão com uma resistência de série de ~ 4,5ohm. Tentei alguns outros termopares que possuía e obtive valores muito diferentes de corrente de curto-circuito (um grande forneceu> 20mA a 150C!), Mas todos acompanharam mais ou menos o modelo de resistência de loop.
Devo dizer que fiquei surpreso com a magnitude da corrente produzida. O que eu medi de saída 10uA por grau, significando que eu poderia extrair 1uA do dispositivo e ainda assim ter precisão de 0,1 grau.

A fiação do termopar em um instrumento deseja conectar-se a circuitos que se aproximam de um voltímetro ideal. Esse é um circuito que não carrega o termopar. De fato, um termopar em uma situação estabilizada não terá nenhuma corrente fluindo nele. A tensão do termopar não é produzida na junção, mas em todo o comprimento dos fios entre a extremidade da junção e a extremidade da junção fria no instrumento. Em outras palavras, os termopares medem um gradiente térmico ao longo dos fios.

Não vejo nenhum valor útil para considerar colocar uma "carga" nos fios do termopar no instrumento. Em vez disso, você deseja pensar em quão alto o amplificador de instrumentação de impedância pode obter para monitorar a tensão diferencial entre os dois fios.