Termopora

Termopora – elektrinis įtaisas, susidedantis iš dviejų skirtingų elektrinių laidininkų, sudarančių elektros jungtį. Termopora sukuria nuo temperatūros priklausomą įtampą dėl termoelektrinio efekto ir ši įtampa gali būti naudojama matuojant temperatūrą.

Veikimo principas

1821 m. vokiečių fizikas Thomas Johann Seebeck atrado, kad kai skirtingi metalai yra sujungti galais ir tarp jungčių yra temperatūros skirtumas, gali atsirasti magnetinis laukas. Tuo metu Thomas Johann Seebeck šią pasekmę vadino termomagnetizmu. Vėliau buvo pastebėta, kad stebimas magnetinis laukas atsirado dėl termoelektrinės srovės. Praktinėje veikloje svarbi įtampa, sukuriama tarp dviejų skirtingų metalų jungčių, nes įtampos pokytis gali būti naudojamas matuojant temperatūrą plačiame diapazone. Įtampos dydis priklauso nuo naudojamų metalų rūšių. Termoelektrodai daromi iš platinos, platinos-rodžio lydinio, chromelio, kopelio, aliumelio, konstantano, geležies. Paprastai įtampa yra mikrovoltų diapazone, todėl reikia pasirūpinti tinkamu matavimu. Nors tekanti elektros srovė yra maža, energiją gali generuoti viena termoporų jungtis. Elektros energija dažnai generuojama naudojant kelias termoporas.

Fizikinis principas: Zėbeko efektas

Zėbeko efektas apibūdinamas elektrovara, kai laidžioje medžiagoje yra temperatūros gradientas. Atviros grandinės sąlygomis, kai nėra vidinės srovės srauto, įtampos gradientas ($\scriptstyle {\boldsymbol {\nabla }}V$) yra tiesiogiai proporcingas temperatūros gradientui ($\scriptstyle {\boldsymbol {\nabla }}T$):

${\boldsymbol {\nabla }}V=-S(T){\boldsymbol {\nabla }}T,$

kur $S(T)$ yra nuo temperatūros priklausoma medžiagos savybė, žinoma kaip Zėbeko koeficientas.

Panaudojimas

Termoporos yra plačiai naudojamas temperatūros jutiklių tipas. Komercinės paskirties termoporos yra nebrangios, lengvai pakeičiamos, bei gaminamos su standartinėmis jungtimis ir gali išmatuoti platų temperatūrų diapazoną. Priešingai nei dauguma kitų temperatūros matavimo metodų, termoporos yra sužadinamos savaime ir joms nereikia išorinio sužadinimo būdo. Pagrindinis termoporų apribojimas yra tikslumas – gali būti sunku pasiekti sistemos paklaidas, mažesnes nei vienas laipsnis Celsijaus (°C).

Termoporos yra plačiai naudojamos moksle ir pramonėje. Taikymas apima krosnių temperatūros matavimą, dujinių turbinų išmetimą, dyzelinius variklius ir kitus pramoninius procesus. Termoporos taip pat naudojamos namuose, biuruose ir įmonėse kaip termostatų temperatūros jutikliai, taip pat kaip dujomis varomų prietaisų liepsnos jutikliai.