Uma pequena tensão é criada em um termopar devido ao efeito Seebeck, que ocorre quando dois metais diferentes são unidos em duas junções e há um gradiente de temperatura entre eles. Este fenômeno faz com que os elétrons fluam da junção quente para a junção fria, criando um potencial de tensão entre as duas junções. A magnitude desta tensão depende dos tipos de metais utilizados no termopar e da diferença de temperatura entre as junções. A tensão gerada por um termopar está normalmente na faixa de milivolts, que é relativamente pequena, mas suficiente para medição precisa de temperatura em diversas aplicações industriais e científicas.
Quando um termopar é exposto ao calor, ele gera uma pequena tensão devido ao efeito Seebeck. Este efeito faz com que a diferença de temperatura entre as duas junções do termopar produza uma diferença de tensão correspondente. A junção mais quente gera uma tensão mais alta em relação à junção mais fria devido à diferença no fluxo de elétrons causada pelo gradiente de temperatura. Este princípio forma a base de como os termopares convertem as diferenças de temperatura em sinais elétricos mensuráveis, que podem então ser usados para determinar a temperatura do ambiente ou do objeto ao qual o termopar está exposto.
Os termopares possuem uma pequena capacidade térmica devido ao seu projeto e construção utilizando fios finos de metais diferentes. A espessura dos fios permite uma resposta rápida às mudanças de temperatura, tornando os termopares sensores altamente responsivos para medição de temperatura. Essa baixa massa térmica garante que os termopares possam registrar rapidamente mudanças de temperatura e refletir com precisão as variações no ambiente ou no material que está sendo monitorado. Essa característica é vantajosa em aplicações que exigem monitoramento e controle de temperatura em tempo real, como em processos industriais, sistemas HVAC e pesquisas científicas.
A tensão de saída de um termopar é de fato muito pequena, normalmente variando de alguns microvolts a alguns milivolts, dependendo da diferença de temperatura entre as duas junções e do tipo de material do termopar utilizado. Esta saída de baixa tensão é proporcional à diferença de temperatura e é frequentemente amplificada por instrumentação eletrônica a um nível mensurável. Apesar de sua pequena magnitude, a tensão produzida por um termopar é altamente estável e confiável para aplicações de medição de temperatura, tornando os termopares amplamente utilizados em indústrias onde o controle e o monitoramento precisos da temperatura são críticos.
A tensão produzida por um termopar varia dependendo de vários fatores, incluindo os tipos de metais utilizados nas junções do termopar e a diferença de temperatura entre eles. Diferentes tipos de termopares, como Tipo K, Tipo J ou Tipo T, produzem diferentes saídas de tensão para a mesma diferença de temperatura devido às suas composições de materiais exclusivas. Geralmente, os termopares geram tensões na faixa de alguns microvolts a alguns milivolts por grau Celsius de diferença de temperatura. Por exemplo, um termopar Tipo K normalmente produz cerca de 41 microvolts por grau Celsius de diferença de temperatura entre suas duas junções. Esta saída de tensão é calibrada e usada com tabelas ou equações de referência para determinar com precisão a temperatura que está sendo medida pelo termopar.
