TERMOPAR

Termopar se denomina a la unión de dos alambres conductores con diferente composición metalúrgica. El termopar genera una fuerza electromotriz (fem) que depende de la diferencia de temperatura de la junta caliente o de medida y la unión fría o de referencia, así como de la composición del termopar. El funcionamiento del termopar está directamente relacionado con algunas leyes termoeléctricas que analizamos a continuación. EFECTO DE VOLTA Si se unen dos metales heterogéneos que tienen igual temperaturas, se creará una diferencia de potencial en sus extremos libres cuyo valor es constante si se trata de la misma junta y tienen las mismas condiciones de temperatura en el momento de la medición. EFECTO DE PELTIER Siempre que se someta a temperaturas fluctuantes a la unión de un termopar se producirá cambios en el valor del mili voltaje generado que es dependiente únicamente, de la temperatura en la junta caliente o de medición. EFECTO DE THOMSON Cuando los extremos de un mismo conductor están sujetos a una gradiente de temperatura se producirá una diferencia de potencial que depende de la diferencia de temperatura. Para elegir los materiales que formen el termopar es conveniente que la fuerza electromotriz relacionada con el efecto Peltier sea la mayor posible y la provocada por el efecto Thomson sea mínima o nula. LEY DE LAS TEMPERATURAS INTERMEDIAS La suma de la fem. de un termopar con su junta fría a 0 °C y su junta caliente a una temperatura T, más la Fem. de un termopar con su junta fría a la temperatura T y su junta caliente a la temperatura de medición, es igual a la fem. de un termopar con su junta fría a 0 °C y su junta caliente a la temperatura de medición. LEY DE LOS METALES INTERMEDIOS Cuando la junta caliente y el instrumento están distantes es necesario introducir cables de extensión de otra naturaleza que el termopar. Esto aparentemente provocaría alteraciones en la respuesta del termopar.

La ley de los metales intermedios dice que el valor de la fem. se mantendrá constante, siempre que el tercer metal no esté sujeto al efecto Thomson, es decir, que la temperatura a lo largo de él se mantenga constante.

TIPO DE TERMOPARES

Para escoger los materiales que forman el termopar se deben tomar en cuenta algunos factores que garanticen su mantenimiento y comercialización. De esta forma se han desarrollado los siguientes tipos: COBRE – CONSTANTANO (TIPO T) Están formados por un alambre de cobre como conductor positivo y una aleación de 60% de cobre y 40% de níquel como elemento conductor negativo. Tiene un costo relativamente bajo, se utiliza para medir temperaturas bajo o 0 °C. Y como limite superior se puede considerar los 350º C, ya que el cobre se oxida violentamente a partir de los 400º C. HIERRO – CONSTANTANO (TIPO J ) En este tipo de junta el hierro es electropositivo y el constantano electronegativo. Mide temperaturas superiores que el anterior ya que el hierro empieza a oxidarse a partir de los 700º C. No se recomienda su uso en atmósfera donde exista oxigeno libre. Tiene un costo muy bajo y esto permite que su utilización sea generalizada. CHROMEL – ALUMEL (TIPO K) Una aleación de 90% de níquel y 10% de cromo es el conductor positivo y un conductor compuesto de 94% de níquel, 2% de Aluminio, 3% de manganeso y 1% de Silicio como elemento negativo. Este termopar puede medir temperaturas de hasta 1200º C. Ya que el níquel lo hace resistente a la oxidación. Se los utiliza con mucha frecuencia en los hornos de tratamientos térmicos. Su costo es considerable lo que limita su utilización. PLATINO RODIO – PLATINO (TIPO R) Tienen como conductor negativo un alambre de platino y como conductor positivo una aleación de 87% de platino con 13% de sodio. Este tipo de junta desarrollada últimamente con materiales de alta pureza son capaces de medir hasta 1500º C si se utilizan las precauciones debidas. Son muy resistentes a la oxidación pero no se aconseja su aplicación en atmósferas reductoras por su fácil contaminación con el hidrógeno y nitrógeno que modifican la respuesta del instrumento.

PLATINO RODIO – PLATINO ( TIPO S ) El conductor positivo es una aleación de 90% de platino y 10% de Rodio mientras que conductor negativo es un alambre de platino. Sus características son casi similares al termopar anterior con la diferencia que no puede usarse a temperaturas elevadas porque los metales no son de alta pureza produciendo alteraciones de la lectura a partir de los 1000º C. en adelante. MOLIBDENO – RENIO Fue desarrollado recientemente y se utiliza para temperaturas inferiores a los 1650º C. Se recomienda usarlos en atmósferas inertes, reductoras o vacío ya que el oxigeno destruye al termopar. TUNSTENO – RENIO Al igual que el anterior fue recientemente creado y no tiene datos normalizados de temperatura y mili voltajes. Puede medir temperaturas de hasta 2000º C, el oxigeno y los cambios bruscos de temperaturas destruyen al termopar. Funcionan perfectamente en atmósferas reductoras e inertes si se los protege con funda cerámicas. IRIDIO – IRIDIO RODIO Puede medir como máximo 2.000 °C. Su uso es recomendable en atmósferas oxidantes que contienen oxigeno libre. El Hidrógeno produce alteraciones permanentes en el termopar, reduciendo además su vida útil. TUNGSTENO – TUNGSTENO RENIO Tiene igual utilización que el tungsteno – renio con la única diferencia que genera mayor mili voltaje por grado. En la siguiente gráfica se muestra el mili voltaje generado por los termopares a diversas temperaturas de su junta caliente y con su junta fría a una temperatura de referencia de 32º F o 0 °C. Si desea obtener información más extensa sobre termopares le proponemos las siguientes direcciones: . http://orbita.starmedia.com/josefelipesosagarcia/ (programa simulador de termopares, el tiempo de instalación resulta algo largo).

Este mini proyecto es para iluminar con LED un dormitorio en las noches de verano.

Necesitas Básicamente Alambre o cable compensado para termocuplas tipo (J) porque es el más económico que hay. Otros conductores tienen más eficiencia pero son más caros. Y si no consigues el cable usa los materiales similares al hierro y constatan (aleación de cobre y niquel). El cable al unirlos y al recibir temperatura generan tensión, mientras más temperatura más tensión genera pero hablamos de unos 50 mili voltios a temperatura ambiente por unión, así que la idea es cortar tramos de 2 centímetros e ir uniéndolos de manera intercaladas como si fueran cientos de pilas en serie, de esa manera iras aumentando la tensión, ahora si quieres aumentar la corriente también debes hacer un entramado en paralelo con los conductores. Ahora aprovechando el agobiante calor del verano pon el entramado lo más cerca del techo sin que las partes metálicas den con las chapas si es que usas chapas. Ahora tendrás unos cuantos voltios con los suficientes mili amperes para encender unos LED o una Radio o quizás hasta tu celular Si quieres mas detalles de cómo funciona pues googlea. No invertiré más tiempo en algo que muy pocos verán y que muy probablemente nadie