Se crea un pequeño voltaje en un termopar debido al efecto Seebeck, que ocurre cuando dos metales diferentes se unen en dos uniones y hay un gradiente de temperatura entre ellos. Este fenómeno hace que los electrones fluyan desde la unión caliente a la unión fría, creando un potencial de voltaje entre las dos uniones. La magnitud de este voltaje depende de los tipos de metales utilizados en el termopar y de la diferencia de temperatura entre las uniones. El voltaje generado por un termopar suele estar en el rango de milivoltios, que es relativamente pequeño pero suficiente para una medición precisa de la temperatura en diversas aplicaciones industriales y científicas.
Cuando un termopar se expone al calor, genera un pequeño voltaje debido al efecto Seebeck. Este efecto hace que la diferencia de temperatura entre las dos uniones del termopar produzca una diferencia de voltaje correspondiente. La unión más caliente genera un voltaje más alto en relación con la unión más fría debido a la diferencia en el flujo de electrones causada por el gradiente de temperatura. Este principio forma la base de cómo los termopares convierten las diferencias de temperatura en señales eléctricas mensurables, que luego pueden usarse para determinar la temperatura del ambiente o del objeto al que está expuesto el termopar.
Los termopares tienen una pequeña capacidad térmica debido a su diseño y construcción utilizando alambres delgados de metales diferentes. La delgadez de los cables permite una respuesta rápida a los cambios de temperatura, lo que convierte a los termopares en sensores altamente sensibles para la medición de temperatura. Esta baja masa térmica garantiza que los termopares puedan registrar rápidamente cambios de temperatura y reflejar con precisión las variaciones en el entorno o el material que se está monitoreando. Esta característica es ventajosa en aplicaciones que requieren monitoreo y control de temperatura en tiempo real, como en procesos industriales, sistemas HVAC e investigaciones científicas.
De hecho, el voltaje de salida de un termopar es muy pequeño y generalmente oscila entre unos pocos microvoltios y unos pocos milivoltios, dependiendo de la diferencia de temperatura entre las dos uniones y el tipo de materiales del termopar utilizados. Esta salida de bajo voltaje es proporcional a la diferencia de temperatura y, a menudo, se amplifica mediante instrumentación electrónica hasta un nivel mensurable. A pesar de su pequeña magnitud, el voltaje producido por un termopar es altamente estable y confiable para aplicaciones de medición de temperatura, lo que hace que los termopares se utilicen ampliamente en industrias donde el control y monitoreo precisos de la temperatura son críticos.
El voltaje producido por un termopar varía dependiendo de varios factores, incluidos los tipos de metales utilizados en las uniones del termopar y la diferencia de temperatura entre ellos. Los diferentes tipos de termopares, como el tipo K, el tipo J o el tipo T, producen diferentes salidas de voltaje para la misma diferencia de temperatura debido a sus composiciones de materiales únicas. Generalmente, los termopares generan voltajes en el rango de unos pocos microvoltios a unos pocos milivoltios por grado Celsius de diferencia de temperatura. Por ejemplo, un termopar tipo K normalmente produce alrededor de 41 microvoltios por grado Celsius de diferencia de temperatura entre sus dos uniones. Esta salida de voltaje se calibra y se utiliza con tablas o ecuaciones de referencia para determinar con precisión la temperatura que mide el termopar.