İki farklı metal iki bağlantı noktasında birleştirildiğinde ve aralarında bir sıcaklık gradyanı olduğunda meydana gelen Seebeck etkisi nedeniyle termokuplda küçük bir voltaj oluşturulur. Bu olay elektronların sıcak bağlantıdan soğuk bağlantıya akmasına neden olarak iki bağlantı noktası arasında bir voltaj potansiyeli yaratır. Bu voltajın büyüklüğü, termokuplda kullanılan metal türlerine ve bağlantı noktaları arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Bir termokupl tarafından üretilen voltaj tipik olarak milivolt aralığındadır; bu aralık nispeten küçüktür ancak çeşitli endüstriyel ve bilimsel uygulamalarda doğru sıcaklık ölçümü için yeterlidir.
Bir termokupl ısıya maruz kaldığında Seebeck etkisi nedeniyle küçük bir voltaj üretir. Bu etki, termokuplun iki bağlantısı arasındaki sıcaklık farkının karşılık gelen bir voltaj farkı üretmesine neden olur. Daha sıcak bağlantı noktası, sıcaklık gradyanının neden olduğu elektron akışındaki farklılık nedeniyle daha soğuk bağlantı noktasına göre daha yüksek bir voltaj üretir. Bu prensip, termokuplların sıcaklık farklılıklarını ölçülebilir elektrik sinyallerine nasıl dönüştürdüğünün temelini oluşturur; bu sinyaller daha sonra termokuplun maruz kaldığı ortamın veya nesnenin sıcaklığını belirlemek için kullanılabilir.
Termokupllar, farklı metallerden yapılmış ince teller kullanılarak yapılan tasarım ve yapılardan dolayı küçük bir termal kapasiteye sahiptir. Tellerin inceliği, sıcaklıktaki değişikliklere hızlı yanıt verilmesini sağlar ve bu da termokuplların sıcaklık ölçümü için son derece duyarlı sensörler olmasını sağlar. Bu düşük termal kütle, termokuplların sıcaklıktaki değişiklikleri hızlı bir şekilde kaydedebilmesini ve ortamdaki veya izlenen malzemedeki değişiklikleri doğru bir şekilde yansıtabilmesini sağlar. Bu özellik, endüstriyel prosesler, HVAC sistemleri ve bilimsel araştırmalar gibi gerçek zamanlı sıcaklık izleme ve kontrolü gerektiren uygulamalarda avantajlıdır.
Bir termokuplun çıkış voltajı aslında çok küçüktür, tipik olarak iki bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkına ve kullanılan termokupl malzemesinin türüne bağlı olarak birkaç mikrovolttan birkaç milivolta kadar değişir. Bu düşük voltaj çıkışı sıcaklık farkıyla orantılıdır ve genellikle elektronik cihazlarla ölçülebilir bir seviyeye yükseltilir. Küçük büyüklüğüne rağmen, bir termokupl tarafından üretilen voltaj, sıcaklık ölçüm uygulamaları için oldukça kararlı ve güvenilirdir; bu da termokuplların hassas sıcaklık kontrolü ve izlemenin kritik olduğu endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar.
Bir termokupl tarafından üretilen voltaj, termokupl bağlantılarında kullanılan metal türleri ve aralarındaki sıcaklık farkı dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir. Tip K, Tip J veya Tip T gibi farklı termokupl tipleri, benzersiz malzeme bileşimleri nedeniyle aynı sıcaklık farkı için farklı voltaj çıkışları üretir. Genel olarak termokupllar, Celsius sıcaklık farkı başına birkaç mikrovolttan birkaç milivolta kadar voltajlar üretir. Örneğin, K Tipi bir termokupl tipik olarak iki bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkının Celsius derecesi başına yaklaşık 41 mikrovolt üretir. Bu voltaj çıkışı kalibre edilir ve termokupl tarafından ölçülen sıcaklığı doğru bir şekilde belirlemek için referans tabloları veya denklemlerle birlikte kullanılır.