Ein Thermopar – auch als Thermoelement-Thermometer oder Thermoelement-Verbindung bekannt – ist ein Gerät, das aus zwei miteinander verbundenen Drähten besteht, die zwei verschiedene Metalle enthalten. Eine Verbindung hat die zu messende Temperatur, während die andere Verbindung eine feste niedrigere Temperatur hat. Somit ist der Strom, den die beiden Enden erzeugen, mit einem Temperaturunterschied verbunden. Eine Erfindung des 19. Jahrhunderts ist das Thermopar eine kostengünstige Methode zur Temperaturmessung.
Arten
- Es gibt verschiedene Arten von Thermoparen. J- und K-Thermoparen sind in den Vereinigten Staaten besonders beliebt, da sie leicht herzustellen sind. Erstes besteht aus Eisen und Constantan (eine Kupfer-Nickel-Legierung) mit einem Temperaturbereich von null bis 1.400 Grad Celsius, und letzteres besteht aus Chromel und Alumel mit einem Bereich von null bis 2.300 Grad Celsius. Andere Arten umfassen E (Chromel und Constantan) und T (Kupfer und Constantan) Thermoparen.
Spannungs-Temperatur-Beziehung
- Beachte, dass der elektrische Strom, der durch den Kontakt der beiden Metalle erzeugt wird, in Temperatur umgewandelt werden muss. Dies kann durch das Verbinden der Drähte mit einem digitalen Voltmeter geschehen, das die Spannungsablesung in Temperatur umwandeln kann.
Thomas Johann Seebeck
- Thomas Johann Seebeck (1770 bis 1831), ein deutsch-estnischer Physiker, wird die Entdeckung von Strom zugeschrieben, der erzeugt wird, indem man zwei ungleiche Metalle bei unterschiedlichen Temperaturen zusammenfügt, um eine Kompassnadel abzulenken. Seebeck stellte die ersten Thermoparen her und experimentierte mit Metallen verschiedener Art und Form. Er dachte jedoch, dass der Strom magnetisch und nicht elektrisch sei. Tatsächlich beschreiben seine Berichte an die Preußische Akademie der Wissenschaften zwischen 1822 und 1823 seine Beobachtungen als „die magnetische Polarisierung von Metallen und Erzen, die durch einen Temperaturunterschied erzeugt wird.“ Dennoch wird dieser thermoelektrische Effekt heute als Seebeck-Effekt bezeichnet.
Leopoldo Nobili
- Mit Seebeck's Arbeit als Grundlage entwickelte der italienische Physiker Leopoldo Nobili (1784 bis 1835) zusammen mit einem weiteren italienischen Physiker, Macedonio Melloni (1798 bis 1854), 1826 eine thermoelektrische Batterie. Als „Thermo-Multiplikateur“ bezeichnet, zog sie aus Seebeck's Entdeckung der Thermoelektrizität, indem sie einen Thermopile und Galvanometer kombinierte, um Strahlung zu messen. Für seine Arbeit führen einige Leute Nobili als Erfinder des Thermopars an, wie es heute bekannt ist, oder zumindest als Archetyp.
Heute
- Thermoparen werden weit verbreitet verwendet, insbesondere bei Weltraumforschungsmissionen, Heizgeräten und der Elektronikfertigung. Sie sind in diesen Branchen beliebt, weil sie einfach, langlebig, batterielos, zuverlässig sind und einen breiten Temperaturbereich abdecken.
