Courant produit par les thermocouples

Je n'arrive pas à trouver une réponse à cela sur Google.

Prenez un thermocouple de type K par exemple. La tension produite est d'environ 41 uV / K. Je me demande comment cela change quand une charge est placée dessus. Quelle équation détermine le courant? Puis-je supposer que le thermocouple est équivalent à une source de tension et à une résistance interne? Quel courant serait généralement produit en cas de court-circuit?

Merci

Ma compréhension est que la tension du thermocouple est strictement fonction de la température. Apparemment, cela s'appelle la tension Seebeck . Comme toute source de tension, une résistance interne lui est associée en raison des effets du «monde réel». Le courant de court-circuit sera déterminé par cette résistance interne par le calcul habituel de la loi d'Ohm I_ss = V (température) / R_internal.

Les thermocouples peuvent fournir et fournissent une puissance utile.

Les sondes satellites éloignées sont alimentées par des RTG: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

Ce document décrit comment l'effet thermoélectrique est utilisé pour alimenter ces vaisseaux spatiaux, avec, typiquement 572 jonctions, générant 294 W (28 V @ 10,5 A) au début d'une mission, réduisant au fil du temps à mesure que la source radioactive se désintègre.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ décrit en détail une recherche exhaustive sur les matériaux qui pourraient être utilisés dans ces générateurs.

Les jonctions silicium-germanium produisent> 300 microvolts par degré K, ce qui est élevé par rapport à une jonction de thermocouple type "mesure".

Si vous souhaitez utiliser un thermocouple pour mesurer quelque chose, vous devez faire circuler le moins de courant possible. Si vous voulez qu'une jonction fournisse du courant, vous en prenez autant que vous le pouvez tout en permettant la chute de tension à travers la jonction.

Un problème très similaire avec les panneaux PV sur les toits des maisons, où l'onduleur PV réduit le courant consommé, pour maintenir la tension, pour donner la puissance maximale extraite.

J'ai atterri sur cette publication après avoir recherché sur Google pour voir combien de courant je pouvais tirer d'un thermocouple sans affecter matériellement la mesure. Je n'ai pas trouvé cette réponse exacte ici (et je ne croyais pas non plus qu'un thermocouple soit vraiment une source de tension idéale), j'ai donc fait une mesure. La résistance de ce thermocouple est de ~ 4,5 ohms (mesurée en appliquant 100 mA et en mesurant la tension) et à partir du graphique, nous pouvons voir que suffisamment il agit comme une source de tension avec une résistance en série de ~ 4,5 ohms. J'ai essayé quelques autres thermocouples que j'avais et j'ai obtenu des valeurs très différentes de courant de court-circuit (un grand donnait> 20mA @ 150C!) Mais tous suivaient plus ou moins le modèle de résistance de boucle.
Je dois dire que j'ai été surpris par l'ampleur du courant produit. Celui que j'ai mesuré a produit 10uA par degré, ce qui signifie que je pouvais tirer 1uA de l'appareil tout en ayant une précision de 0,1 degré.

Le câblage du thermocouple dans un instrument veut se connecter à un circuit qui s'approche d'un voltmètre idéal. C'est un circuit qui ne charge pas du tout le thermocouple. En fait, un thermocouple dans une situation stabilisée n'aura aucun courant qui y circule. La tension du thermocouple n'est pas produite dans la jonction mais plutôt sur toute la longueur des fils entre l'extrémité de jonction et l'extrémité de jonction froide au niveau de l'instrument. En d'autres termes, les thermocouples mesurent un gradient thermique le long des fils.

Je ne vois aucune valeur utile pour envisager de mettre une "charge" sur les fils du thermocouple sur l'instrument. Au lieu de cela, vous voulez penser à la hauteur de l'amplificateur d'instrumentation d'impédance que vous pouvez obtenir pour surveiller la tension différentielle entre les deux fils.