Se um circuito fechado for formado por dois metais diferentes e a junção dos metais for mantida numa temperatura diferente do restante do conjunto, uma corrente circulará por este circuito (figura 1).
Esta corrente tem origem na força eletromotriz de natureza térmica desenvolvida na junção aquecida e este efeito é denominado "efeito termoelétrico" .
Dentro de determinada faixa de temperatura, a força eletromotriz desenvolvida numa junção é proporcional à temperatura:
E = a(T1 - T2)
Onde:
E - força eletromotriz desenvolvida (V)
A - força eletromotriz diferencial (que depende dos materiais envolvidos, sendo numericamente igual à força eletromotriz térmica desenvolvida por grau centígrado para uma certa junção).
T1 e T2 - temperaturas da junção e do restante do material( oC).
Damos a seguir, as características de algumas junções importantes com as tensões obtidas sob diferentes temperaturas:
Ferro-Constantan - (tipo J) - estes sensores são usados principalmente em meios redutores (onde existe falta de oxigênio) para a medida de temperaturas na faixa de -18 a 870 oC. Quando usados em temperaturas acima de 538 oC sua oxidação aumenta rapidamente, o que exige a utilização de um fio mais grosso ou mais pesados para evitar uma ação mais intensa sobre o sensor ou ainda fazer sua proteção com capas protetoras. Os pares termoelétricos deste tipo, sem capas, são bastante usados em medidas de temperatura até 290 oC.
Cromo-Alumel - (tipo K) - estes pares termoemétricos são indicados para aplicações em meios em que exista excesso de oxigênio live (oxidantes) para a medida de temperaturas de até 1315 oC. Na verdade, a limitação destes sensores está em 1150 oC se a operação for constante, já que o meio tende a agir sobre o material modificando suas características.
Platina-Platina-Ródio - (tipos R, S10 e 13% de ródio) - temos aqui os termopares de metais nobres que são indicados para medir temperaturas mais elevadas. Meios que contém gases redutores afetam estes sensores, exigindo sua proteção por um tubo impermeável quando usados em temperaturas acima de 540 oC.
Os dispositivos formados por uma junção que opera segundo o princípio do efeito termoelétrico são denominados termo-pares ou pares termoelétricos sendo usados como sensores de temperatura em diversas aplicações. Termômetros de altas temperaturas baseiam-se na tensão obtida de um termopar para dar uma indicação precisa desta grandeza. (figura 2).
Ver também
- Pares termoelétricos
- Termopares
- Sensores
