El principio de funcionamiento de los termopares.

Los termopares funcionan según los principios de la teoría termoeléctrica: como se mencionó anteriormente, cuando la temperatura en el extremo caliente cambia en relación con la temperatura en el extremo frío, un circuito cerrado compuesto de cables metálicos diferentes generará un cambio de voltaje.
Para obtener una comprensión más intuitiva de la función de este principio, se puede imaginar que cuando se coloca una olla de fondo plano sobre una estufa de gas, la energía térmica se transferirá rápidamente a lo largo del mango hasta el extremo de la mano que está a baja temperatura. De hecho, la energía eléctrica también se transfiere de esta forma, pero el efecto no es tan evidente.
La razón de esto es que hay una diferencia de temperatura entre los dos "puntos finales" del circuito: cuando la diferencia de temperatura entre los puntos finales genera una fuerza electromotriz, se genera una corriente y los termopares usan el voltímetro adjunto para medir la corriente. Si se sabe que el termopar tiene una temperatura inicial estable en el extremo de baja temperatura, puede usar estas lecturas de voltaje para calcular la lectura precisa de temperatura en el extremo caliente.
Otro punto a tener en cuenta es que si la temperatura de los dos puntos finales es la misma, la fuerza electromotriz generada en cada punto final se cancelará entre sí, lo que hará que la corriente neta que fluye a través de los puntos finales sea cero.
El tipo de termopar
Como se mencionó anteriormente, en el mercado actual se venden varios tipos de termopares, destinados a abordar diferentes escenarios de aplicación o desafíos ambientales, especialmente en diferentes rangos de temperatura. Generalmente se distinguen por letras y los grados de termopares más comunes son J, K, L, N y T.
Estas letras pretenden representar diferentes combinaciones de metales utilizadas en los terminales del circuito de termopar. Esto afectará directamente la sensibilidad general a la temperatura y el rango de funcionamiento seguro del equipo.
En esta sección de esta guía, presentaremos algunos tipos y configuraciones diferentes de termopares para comprender su entorno de uso y rango de temperatura.
Termopar tipo K
El tipo más utilizado en muchas industrias y departamentos. El termopar tipo K está compuesto de diferentes cables a base de níquel (generalmente aleación de cromo/aleación de aluminio), que es un termopar altamente rentable que puede lograr una precisión confiable en un amplio rango de temperaturas de funcionamiento.
Los termopares tipo K se utilizan normalmente dentro del rango de -200 a +1260 grados, con una precisión de desviación estándar de ± 0.75 %.
Los termopares tipo K utilizan materiales a base de níquel y tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales, es decir, sus cables pueden ser adecuados para un amplio rango de temperaturas y también tienen una resistencia estable a la corrosión y a la oxidación.
Los cables de termopar tipo K normalmente constan de aproximadamente 90 % de níquel y 10 % de cromo como electrodo positivo, y aproximadamente 95 % de níquel, 2 % de aluminio, 2 % de manganeso y 1 % de silicio como electrodo negativo.

Termopar tipo J
Este es otro tipo ampliamente utilizado, con un rango de temperatura más pequeño que el de los termopares tipo K (-40 a +750 grados), y su vida útil total también se acortará si se exponen a altas temperaturas con frecuencia. El electrodo positivo del termopar tipo J está hecho de alambre de hierro y el electrodo negativo está hecho de una aleación de cobre y níquel (constantan).
Es un termopar relativamente económico con múltiples usos, particularmente adecuado para atmósferas reductoras (no oxidantes) y ambientes de vacío, capaz de leer datos de numerosos tipos de equipos antiguos y materiales inertes. Sin embargo, el hierro del termopar tipo J se oxida fácilmente y no se recomienda utilizar este tipo si el termopar necesita exponerse a la humedad.
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Termopar tipo N
El cable está compuesto de una aleación de níquel, cromo, silicio, níquel y silicio (níquel, cromo y silicio), con un rango de temperatura de trabajo de -270 a +1300 grados y muchas características similares a los termopares tipo K.
Pero su precio es ligeramente superior al de los termopares tipo K porque superan ciertos problemas que los termopares tipo K pueden tener en entornos específicos y son un producto de nuevo desarrollo. Además, los termopares tipo N pueden proporcionar una mejor estabilidad para aplicaciones nucleares y, en comparación con los termopares tipo K, son más resistentes a temperaturas extremadamente altas.
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Termopar tipo T
Utilizando material de alambre de aleación de cobre constante, con un rango de temperatura entre -200 y +350 grados, es una configuración de termopar particularmente estable. Es muy adecuado para diversas aplicaciones de baja temperatura y temperatura extremadamente baja, incluidas diversas condiciones de laboratorio y condiciones de congelación profunda, y también puede funcionar bien en atmósferas oxidantes. Además, solo tiene alambre de cobre en contacto directo con la sonda y también puede usarse para medición diferencial.