Prąd wytwarzany przez termopary

Nie mogę znaleźć odpowiedzi na to w Google.

Weźmy na przykład termoparę typu K. Wytwarzane napięcie wynosi około 41uV / K. Zastanawiam się, jak to się zmienia, gdy nakłada się na nią obciążenie. Jakie równanie określa prąd? Czy mogę założyć, że termopara odpowiada źródłu napięcia i rezystancji wewnętrznej? Jaki prąd byłby zwykle wytwarzany w przypadku zwarcia?

Dzięki

Rozumiem, że napięcie termopary jest ściśle funkcją temperatury. Najwyraźniej nazywa się to Napięciem Seebecka . Jak każde źródło napięcia wiąże się z nim wewnętrzny opór spowodowany efektami „realnego świata”. Prąd zwarciowy będzie określony przez tę wewnętrzną rezystancję na podstawie zwykłego obliczenia prawa Ohma I_ss = V (temperatura) / R_wewnętrzne.

Termopary mogą dostarczać użyteczną moc.

Odległe sondy satelitarne są zasilane przez RTG: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

Dokument ten opisuje, w jaki sposób efekt termoelektryczny jest wykorzystywany do zasilania tych statków kosmicznych, zwykle z 572 skrzyżowaniami, generując 294 W (28 V przy 10,5 A) na początku misji, zmniejszając się z czasem wraz z zanikaniem źródła promieniotwórczego.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ szczegółowo opisuje wyczerpujące badania materiałów, które można by zastosować w tych generatorach.

Złącza krzemowo-germanowe wytwarzają> 300 mikrowoltów na stopień K, co jest wartością wysoką w porównaniu z typowym złączem termopary klasy „pomiarowej”.

Jeśli chcesz użyć termopary do zmierzenia czegoś, musisz spowodować jak najmniej prądu. Jeśli chcesz, aby złącze zapewniało prąd, bierz tyle, ile możesz, pozwalając jednocześnie na spadek napięcia na złączu.

Bardzo podobny problem z panelami fotowoltaicznymi na dachach domów, gdzie falownik fotowoltaiczny zmniejsza pobierany prąd, aby utrzymać napięcie, aby uzyskać maksymalną pobieraną moc.

Wylądowałem na tym wpisie po przeszukaniu google, aby zobaczyć, ile prądu mogę wyciągnąć z termopary bez istotnego wpływu na pomiar. Nie znalazłem tutaj dokładnej odpowiedzi (a także nie do końca wierzyłem, że termopara jest naprawdę idealnym źródłem napięcia), więc wykonałem pomiar. Rezystancja tego termopary wynosi ~ 4,5 oma (mierzona przyłożeniem 100 mA i pomiaru napięcia), a z wykresu widać, że na pewno działa ona jak źródło napięcia o rezystancji szeregowej ~ 4,5 oma. Wypróbowałem kilka innych termopar, które miałem i otrzymałem bardzo różne wartości prądu zwarciowego (jeden duży dał> 20mA przy 150C!), Ale wszystkie śledziły mniej więcej model rezystancji pętli.
Muszę powiedzieć, że byłem zaskoczony wielkością produkowanego prądu. Ten, który mierzyłem wyjściową 10uA na stopień, co oznacza, że ​​mogłem wyciągnąć 1uA z urządzenia i nadal mieć dokładność 0,1 stopnia.

Okablowanie termopary w instrumencie chce się połączyć z obwodami zbliżonymi do idealnego woltomierza. Jest to obwód, który w ogóle nie obciąża termopary. W rzeczywistości termopara w ustabilizowanej sytuacji nie będzie w nim w ogóle płynąć. Napięcie termopary nie jest wytwarzane w złączu, lecz na całej długości drutów między końcem złącza a zimnym końcem złącza w instrumencie. Innymi słowy termopary mierzą gradient termiczny wzdłuż drutów.

Nie widzę żadnej użytecznej wartości do rozważenia umieszczenia „obciążenia” na przewodach termopary w instrumencie. Zamiast tego chcesz pomyśleć o tym, jak wysoki impedancji wzmacniacz instrumentalny można uzyskać w celu monitorowania napięcia różnicowego między dwoma przewodami.