Normas de aplicación practica por los Termopares

Para el análisis de circuitos con termopares, se aplican las siguientes leyes experimentales.

· Ley de los circuitos homogéneos
En un circuito de un único metal homogéneo, no se puede mantener una corriente termoeléctrica mediante la aplicación exclusiva de calor aunque se varíe la sección transversal del conductor.

La suma algebraica de las fuerzas termoelectromotrices en un circuito compuesto por un número cualquiera de metales distintos es cero si todo el circuito se encuentra a temperatura uniforme. Este caso se ilustra en la siguiente figura.

Ahora, observando la siguiente figura, la temperatura T3 y T4 no cambia la fuerza termoelectromotriz debido a T1 y T2. En particular, si T1=T2 y se calientan A o B no fluye corriente alguna. Es decir, las temperaturas intermedias a que pueda estar sometido cada conductor no alteran la fuerza termomotriz debida a una dterminada diferencia de temperatura entre las uniones.

·Ley de los metales Intermedios
Esta ley establece que si un tercer metal (en este caso, hierro) se encuentra insertado entre dos metales distintos formando dos uniones termopar, no contribuirá a la tensión de salida del circuito termoeléctrico formado si estas dos uniones se encuentran a la misma temperatura. Ver figura.

De acuerdo con esta ley, el cable inferior de la figura, queda reducido a una unión cobre-constantán a la temperatura Tref. Con este resultado ha sido posible eliminar el cable de hierro quedando el circuito total representado en la siguiente figura .

En esta situación se sigue teniendo la relación:

V=α ( T j1 − T ref )

Esto significa que se puede intercalar un instrumento de medida, sin añadir errores, siempre y cuando las nuevas uniones estén a la misma temperatura. El instrumento se puede intercalar en un conductor o en un a unión. Un colorario de estas leyes que si se conoce la relación térmica de dos metales distintos con un tercero. Se puede encontrar la relación entre los dos primeros. Por lo tanto no hace falta calibrar todos los posibles pares de metales para conocer la temperatura correspondiente a 1a f.t.e.m detectada con un par determinado. Basta con conocer su comportamiento con un tercero. Se ha convenido en tomar el Platino como referencia.

· Ley de las temperaturas sucesivas o intermedias
Dos metales homogéneos diferentes producen una tensión V12, cuando sus uniones están a T1 y T2, ver figura.

Ahora hay una tensión V23 cuando están a temperaturas T2 y T3, ver figura.

Entonces, la tensión que aparecerá cuando las uniones se encuentren a T1 y T3 será la suma de las caídas de tensión V12 + V23 e igual a V13.

Esto significa, por ejemplo, que la unión de referencia no tiene que estar a 0 ºC sino que puede usarse otra temperatura diferente.

Aplicando las leyes anteriores se pueden analizar fácilmente circuitos como se muestran en la siguiente figura.

(a)Conexión de termopares en series (termopilas) (b)Conexión en paralelo.

En el caso (a) se trata de la conexión serie de varios termopares, constituyendo una termopila, por lo que aumenta la sensibilidad respecto al caso de un solo termopar. En el caso (b) la conexión es un paralelo, y se detecta la temperatura media si todos los termopares son lineales en el margen de medida y tienen la misma resistencia