Corrente prodotta da termocoppie

Non riesco a trovare una risposta a questo su Google.

Prendi ad esempio una termocoppia di tipo K. La tensione prodotta è di circa 41uV / K. Mi chiedo come questo cambi quando viene caricato un carico. Quale equazione determina la corrente? Posso supporre che la termocoppia sia equivalente alla sorgente di tensione e alla resistenza interna? Quale corrente verrebbe normalmente prodotta in corto circuito?

Grazie

La mia comprensione è che la tensione della termocoppia è strettamente una funzione della temperatura. Apparentemente questa è chiamata la tensione di Seebeck . Come qualsiasi fonte di tensione, vi è una resistenza interna associata a causa degli effetti del "mondo reale". La corrente di cortocircuito sarà determinata da quella resistenza interna dal normale calcolo della Legge di Ohm I_ss = V (temperatura) / R_internal.

Le termocoppie possono e forniscono energia utile.

Le sonde satellitari a lunga distanza sono alimentate da RTG: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

Questo documento descrive come l'effetto termoelettrico viene utilizzato per alimentare questi veicoli spaziali, con, in genere, 572 giunzioni, generando 294 W (28 V @ 10,5 A) all'inizio di una missione, riducendo nel tempo man mano che la sorgente radioattiva decade.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ descrive in dettaglio, la ricerca esaustiva sui materiali che potrebbero essere utilizzati in questi generatori.

Le giunzioni silicio-germanio producono> 300 microvolt per grado K, che è elevato rispetto a una tipica giunzione di termocoppia di 'misura'.

Se si desidera utilizzare una termocoppia per misurare qualcosa, è necessario causare il minor flusso di corrente possibile. Se si desidera che una giunzione fornisca corrente, allora si prende il massimo possibile consentendo la caduta di tensione attraverso la giunzione.

Un problema molto simile con i pannelli fotovoltaici sui tetti delle case, in cui l'inverter fotovoltaico riduce la corrente assorbita, per mantenere la tensione, per dare la massima potenza estratta.

Sono arrivato a questo post dopo aver cercato su Google per vedere quanta corrente potrei estrarre da una termocoppia senza influenzare materialmente la misurazione. Non ho trovato la risposta esatta qui (e non credevo nemmeno che una termocoppia fosse davvero una fonte di tensione ideale), quindi ho fatto una misurazione. La resistenza di questa termocoppia è ~ 4,5 ohm (misurata applicando 100 mA e misurando la tensione) e dalla trama possiamo vedere che abbastanza sicuro si comporta come una sorgente di tensione con una resistenza della serie ~ 4,5 ohm. Ho provato alcune altre termocoppie che avevo e ho ottenuto valori molto diversi di corrente di cortocircuito (una grande ha dato> 20 mA a 150 ° C!) Ma tutte hanno seguito più o meno il modello di resistenza del circuito.
Devo dire che sono stato sorpreso dalla grandezza della corrente prodotta. Quello che ho misurato in uscita 10uA per grado, il che significa che potrei estrarre 1uA dal dispositivo e avere comunque una precisione di 0,1 gradi.

Il cablaggio della termocoppia in uno strumento vuole collegarsi a circuiti che si avvicinano a un voltmetro ideale. Questo è un circuito che non carica affatto la termocoppia. È un dato di fatto che una termocoppia in una situazione stabilizzata non avrà alcun flusso di corrente in essa. La tensione della termocoppia non viene prodotta nella giunzione ma piuttosto per tutta la lunghezza dei fili tra l'estremità della giunzione e l'estremità della giunzione fredda dello strumento. In altre parole, le termocoppie misurano un gradiente termico lungo i fili.

Non vedo alcun valore utile da considerare per mettere un "carico" attraverso i fili della termocoppia sullo strumento. Invece, devi pensare a quanto è possibile ottenere l'amplificatore di strumentazione ad alta impedenza per monitorare la tensione differenziale tra i due fili.