Termopar o par termoeléctrico

Teoría Termopar del Instituto Nuestro termopar

Con un termopar se puede poner de manifiesto el fenómeno de la producción de corriente eléctrica aplicando calor a dos metales.

La transformación de la energía térmica en energía eléctrica puede ocurrir en dos sentidos: de calor a energía eléctrica y de energía eléctrica a calor.

La transformación de calor en energía eléctrica se explica con las leyes de la termoelectricidad y la de la energía eléctrica en calor, con la Ley de Joule ( W = I2 Rt ).

Teoría del termopar

Si ponemos en contacto dos metales diferentes (o los soldamos) tenemos un termopar.

Calentando la zona de unión se produce una transferencia de electrones de un metal al otro (uno de ellos siempre tiene más tendencia a captar electrones que el otro).

Si conectamos los extremos no unidos a un circuito externo circulará por él, continuamente, una corriente en un sentido.

Cuanto más se calienta más corriente circula.

Para que exista una diferencia de potencial debe haber entre los metales dos soldaduras: una fría y otra caliente. En nuestro caso la soldadura fría está en la unión de las pinzas que conectan el termopar al circuito exterior.

¡El termopar es un generador de corriente continua!

¡Hemos logrado sacar con él electricidad a la materia !

Los equipos de Física del Centro contienen termopares. Con ellos montamos una práctica: al calentarlos comprobamos que producen corriente tal como se ve en esta foto.

Comprobamos que si no calentamos los metales en la zona de unión no se produce corriente.

Este es un ejemplo de conversión de energía que se conoce como Efecto SEEBECK

Un termopar es una máquina térmica en la cual el calor se absorbe en la unión caliente y es expulsado en la unión fría. La diferencia entre el calor absorbido y el que expulsa o cede es la cantidad convertida en energía eléctrica. El sentido de la corriente es tal que tiende a igualar la diferencia en temperatura. La corriente tiende a enfriar la unión caliente y a calentar la fría.

 

Aplicaciones del termopar

Pirómetro

El efecto producido por el termopar se utiliza, además de para obtener electricidad, para fabricar termómetros (llamados pirómetros cuando se basan en este principio). En realidad estos termómetros miden la intensidad de corriente, y se calibran primero usándolos frente a temperaturas conocidas:

Los instrumentos mas utilizados para medir altas temperaturas, en especial de los cuerpos celestes, son los pirómetros ópticos que están basados en los tipos de luz que se emiten a diferentes temperaturas.