Corriente producida por termopares

Parece que no puedo encontrar una respuesta a esto en Google.

Tome un termopar tipo K, por ejemplo. El voltaje producido es de alrededor de 41uV / K. Me pregunto cómo cambia esto cuando se coloca una carga sobre él. ¿Qué ecuación determina la corriente? ¿Puedo suponer que el termopar es equivalente a la fuente de voltaje y la resistencia interna? ¿Qué corriente se produciría típicamente en cortocircuito?

Gracias

Entiendo que el voltaje del termopar es estrictamente una función de la temperatura. Aparentemente esto se llama voltaje de Seebeck . Al igual que cualquier fuente de voltaje, hay una resistencia interna asociada a ella debido a los efectos del "mundo real". La corriente de cortocircuito estará determinada por esa resistencia interna mediante el cálculo habitual de la Ley de Ohm I_ss = V (temperatura) / R_internal.

Los termopares pueden proporcionar energía útil.

Las sondas satelitales distantes son alimentadas por RTG: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

Este documento describe cómo se usa el efecto termoeléctrico para alimentar estas naves espaciales, con, típicamente, 572 uniones, generando 294W (28V @ 10.5A) al comienzo de una misión, reduciéndose con el tiempo a medida que la fuente radiactiva decae.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ describe en detalle la investigación exhaustiva de los materiales que podrían usarse en estos generadores.

Las uniones de silicio-germanio producen> 300 microvoltios por grado K, que es alto en comparación con una unión de termopar de grado de 'medición' típica.

Si desea utilizar un termopar para medir algo, debe hacer que fluya la menor cantidad de corriente posible. Si desea que una unión proporcione corriente, entonces toma la mayor cantidad posible mientras permite la caída de voltaje a través de la unión.

Un problema muy similar con los paneles fotovoltaicos en los techos de las casas, donde el inversor fotovoltaico reduce la corriente consumida, para mantener el voltaje, para proporcionar la máxima potencia extraída.

Llegué a esta publicación después de buscar en Google para ver cuánta corriente podría extraer de un termopar sin afectar materialmente la medición. No encontré esa respuesta exacta aquí (y tampoco creía que un termopar fuera realmente una fuente de voltaje ideal), así que hice una medición. La resistencia de este termopar es ~ 4.5ohms (medido aplicando 100mA y midiendo el voltaje) y desde el gráfico podemos ver que efectivamente actúa como una fuente de voltaje con una resistencia en serie de ~ 4.5ohm. Probé algunos otros termopares que tenía y obtuve valores muy diferentes de corriente de cortocircuito (¡uno grande dio> 20mA @ 150C!), Pero todos rastrearon más o menos el modelo de resistencia de bucle.
Tengo que decir que me sorprendió la magnitud de la corriente producida. El que medí salida 10uA por grado, lo que significa que podría extraer 1uA del dispositivo y todavía tener una precisión de 0.1 grados.

El cableado del termopar en un instrumento quiere conectarse a un circuito que se acerca a un voltímetro ideal. Ese es un circuito que no carga el termopar en absoluto. De hecho, un termopar en una situación estabilizada no tendrá corriente en absoluto. El voltaje del termopar no se produce en la unión, sino en toda la longitud de los cables entre el extremo de la unión y el extremo de la unión fría en el instrumento. En otras palabras, los termopares miden un gradiente térmico a lo largo de los cables.

No veo ningún valor útil para considerar poner una "carga" a través de los cables del termopar en el instrumento. En cambio, debe estar pensando en qué tan alto amplificador de instrumentación de impedancia puede obtener para controlar el voltaje diferencial entre los dos cables.