Termopares

Princípios Termopares são dispositivos que geram corrente elétrica a partir de duas junções de metais diferentes em diferentes temperaturas. Por isso são usados para indicação e controle de temperatura em muitos processos industriais. Mais informações podem ser vistas na página Medidas de temperatura I.

Figura 01
O efeito Peltier é o inverso do termopar: uma corrente elétrica é forçada a passar por junções de metais diferentes, resultando em aquecimento de uma e resfriamento de outra.

Os termopares usam metais para as junções e os valores de tensão e corrente são bastante baixos. Mas isso não é muito importante pois a finalidade é apenas medição.

Os dispositivos práticos de efeito Peltier usam semicondutores para uma maior densidade de corrente e, assim, de potência.

Em geral o material semicondutor é telureto de bismuto altamente dopado para criar semicondutores tipo P e tipo N. A Figura 01 acima dá o esquema de funcionamento.

Ao circular corrente pelas junções calor é transferido de uma para outra e o dispositivo funciona como um refrigerador sem partes móveis.

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Figura 01
Na prática não é usado apenas um par de junções, mas uma série delas para maximizar a potência de resfriamento.

Na Figura 01 as junções são eletricamente ligadas em série e termicamente em paralelo. E várias séries são agrupadas em forma de matriz, formando um conjunto ou módulo de aspecto conforme Figura 02.

Figura 02
Comercialmente os módulos são disponíveis em uma variedade de formatos, tensões, correntes, capacidades térmicas.

Um módulo típico pode proporcionar diferenças de temperaturas de algumas dezenas de graus Celsius.

Figura 03
Diferenças ainda maiores podem ser obtidas com associações em cascata conforme Figura 03.

Exemplo de características de um módulo comercial singelo típico de tamanho médio: dimensões 55 x 55 x 4 mm, tensão máxima 31 V, corrente máxima 6 A, potência calorífica máxima