Os termopares são dispositivos electrónicos com larga aplicação para medição de temperatura. São baratos, podem medir uma vasta gama de temperaturas e podem ser substituídos sem introduzir erros relevantes. A sua maior limitação é a exactidão, uma vez que erros inferiores a 1 ºC são difíceis de obter. Uma termopilha é o nome que se dá a um conjunto de termopares ligados
Como Funciona
Princípio do Funcionamento
Um termopar é um transdutor básico que compreende dois pedaços de fios dissimilares, unidos em uma das extremidades. Nada mais simples do que isso. Entretanto, sem algum conhecimento sobre seu funcionamento não é possível compreender como podem ser usados como termômetros.
Efeitos Termoelétricos
Os efeitos termoelétricos recebem essa denominação porque envolvem tanto calor quanto eletricidade. Podem ser identificados três efeitos termoelétricos diferentes, porém interrelacionados. O efeito Seebeck é o relevante para os termopares enquanto os efeitos Peltier e Thomson descrevem o transporte de calor por uma corrente elétrica.
Efeito de Seebeck
O circuito para um termômetro termopar é ilustrado na Figura 1. Ambas as junções, de medição e de referência estão em ambientes isotérmicos (de temperatura constante), cada uma numa temperatura diferente.
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Figura 1. Circuito para medir o potencial de Seebeck compreendendo dois fios diferentes, A e B, duas junções e um voltímetro. |
A tensão de circuito aberto através da junção de referência é a chamada tensão de Seebeck e aumenta à medida que a diferença de temperatura entre as junções aumenta. Embora o efeito de Seebeck seja muito fácil de ser medido e demonstrado nas condições da Figura 1, os físicos levaram um grande tempo para provar como o efeito de Seebeck funciona. Parte do problema reside no fato de que a tensão de Seebeck somente é observada em um circuito completo que envolva pelo menos dois tipos de fios. Entretanto, os físicos conseguiram demonstrar que o efeito de Seebeck ocorre para qualquer par de pontos que não estejam à mesma temperatura, em qualquer parte de um fio condutor elétrico, embora, na prática ela seja observada com dois fios diferentes.A Figura 2 ilustra o fenômeno.
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Figura 2. A tensão de Seebeck é gerada apenas nos segmentos momentaneamente não isotérmicos b-c e d-e, à medida em que são movidos para dentro do banho. |
O termopar, que opera sob o efeito Seebeck é, portanto, diferente da maioria dos outros sensores de temperatura uma vez que sua saída não está diretamente relacionada à temperatura, mas sim ao gradiente de temperatura, ou seja, da diferença de temperatura ao longo do fio termopar.
Tipos de termoparesTipos de | Classe 1 | Classe 2 | Classe 3 |
Tipo T Faixa |
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Tipo E |
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Tipo J Faixa |
-40 a 375ºC |
-40 a 333ºC |
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Tipo K/N Faixa |
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Tipo S/R Faixa |
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Tipo B Faixa |
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