Informații tehnice

1. Structura și modul de funcționare

În anul 1821 Seebeck a descoperit un efect termoelectric: dacă se sudează (se crează un punct de joncțiune) doi conductori din material diferit, există posibilitatea de măsurare la capetele lor libere tensiunea electrică dacă temperatura mediului în care se află punctul de joncțiune acelor conductori este alta decât temperatura în care se află capetele libere a acestor cabluri (joncțiunea de referință).

Drept urmare, măsurarea se referă întotdeauna la diferența între temperatura punctului de joncțiune a conductorilor și temperatura la capetele de conectare (cleme) ale aparatului de măsurat  (joncțiunea de referință).

Cercetările de ultimă oră au explicat, că acest efect rezultă din proprietățile materialelor conductoare de electricitate  folosite la producția conductorilor. În interiorul conductorului are loc o schimbare densității electronilor (efectul difuziei volumului) în momentul când se modifică temperatura conductorului (scăderea sau creșterea temperaturii).  Din punct de vedere matematic această modificare este definită de gradientul temperaturii. La capătul mai cald, datorită apariției unei energii cinetice mai mari se sesizează creșterea temperaturii, pentru ca la capătul rece  să se sesizeze creșterea încărcăturii electrice. Fiecare conductor este în sine însuși o sursă a încărcăturii.

Fig. 1. Efectul termoelectric

Fig. 1. Efectul termoelectric

Fiecare segment al conductorului dl transmite tensiunea parțială conform gradientului temperaturii lui dl/dd și coeficientului materialului s. Tensiunea totală care trece prin conductor este calculată ca sumă a tensiunilor parțiale ce apar între o extremitate (capăt) a conductorului (1 – punctul cald) și cealaltă extremitate (capăt) a lui (2 – punctul rece).

Sistemul cu doi conductori care au o joncțiune creată prin diferite modalități, de exemplu prin sudare, lipire sau prin găurirea conductorilor îmbinați se numește termoelement sau termocuplu. Diferența tensiunii între conductori executați din materiale diferite oferă posibilitatea de măsurare a tensiunii care reprezintă baza de calculare a diferenței temperaturilor între punctul de îmbinare a conductorilor și clemele aparatului de măsurat. Dacă s-ar folosi doi conductori din același material, atunci pe fiecare conductor tensiunea ar fi aceeași și nu ar fi posibilă măsurarea diferența tensiunii.

Datorită joncțiunii a doi termoconductori nu se face măsurarea tensiunii termoelectrice, ci  mai degrabă se realizează legarea a doi poli pozitivi din două baterii și se măsoară diferența tensiunii acestor baterii. Tensiunea termoelectrică ca funcție a temperaturii nu este nimic altceva, decât diferența tensiunii dependentă de temperatură  între aceste două baterii. În funcție de combinațiile materialelor, există posibilitatea de reproducere dependenței între tensiunea electrică și diferența temperaturilor între aceea măsurată (temperatura) și temperatura (punctul) de referință.

Fig. 2. Punctul de comparare

Fig. 2. Punctul de comparare

Pe baza tensiunii termoelectrice (mV) indicate în tabelul DIN EN 60584-1 și după ce se are în vedere temperatura comparată, se poate stabili temperatura T1. În practică, punctul de comparare se află sau în convertor,  sau în panoul de comandă.

Temperatura ambientului acolo indicată este înregistrată ca valoare fixă și pe baza formulei

T1 = mV - (mVT0)

este luată în vedere la calcule.