Strom, der von Thermoelementen erzeugt wird

Ich kann bei Google keine Antwort darauf finden.

Nehmen Sie zum Beispiel ein K-Thermoelement. Die erzeugte Spannung liegt bei 41uV / K. Ich frage mich, wie sich dies ändert, wenn eine Last darüber gelegt wird. Welche Gleichung bestimmt den Strom? Kann ich davon ausgehen, dass das Thermoelement der Spannungsquelle und dem Innenwiderstand entspricht? Welcher Strom wird normalerweise erzeugt, wenn er kurzgeschlossen wird?

Vielen Dank

Mein Verständnis ist, dass die Thermoelementspannung streng von der Temperatur abhängt. Anscheinend wird dies die Seebeck-Spannung genannt . Wie bei jeder Spannungsquelle ist aufgrund von "realen" Effekten ein Innenwiderstand damit verbunden. Der Kurzschlussstrom wird durch diesen Innenwiderstand durch die übliche Ohmsche Gesetzberechnung I_ss = V (Temperatur) / R_internal bestimmt.

Thermoelemente können und liefern nützliche Leistung.

Weit entfernte Satellitensonden werden von RTGs angetrieben: http://fas.org/nuke/space/gphs.pdf

In diesem Dokument wird beschrieben, wie der thermoelektrische Effekt verwendet wird, um diese Raumfahrzeuge mit normalerweise 572 Verbindungsstellen zu versorgen, die zu Beginn einer Mission 294 W (28 V bei 10,5 A) erzeugen und sich im Laufe der Zeit verringern, wenn die radioaktive Quelle zerfällt.

http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4716190/ beschreibt ausführlich die umfassende Forschung zu Materialien, die in diesen Generatoren verwendet werden könnten.

Silizium-Germanium-Übergänge erzeugen> 300 Mikrovolt pro Grad K, was im Vergleich zu einem typischen Thermoelementübergang mit Messqualität hoch ist.

Wenn Sie ein Thermoelement verwenden möchten, um etwas zu messen, müssen Sie so wenig Strom wie möglich fließen lassen. Wenn Sie möchten, dass eine Verbindungsstelle Strom liefert, nehmen Sie so viel wie möglich, während Sie den Spannungsabfall an der Verbindungsstelle berücksichtigen.

Ein sehr ähnliches Problem bei PV-Modulen auf den Dächern von Häusern, bei denen der PV-Wechselrichter den aufgenommenen Strom reduziert, um die Spannung aufrechtzuerhalten und die maximal entnommene Leistung zu erzielen.

Ich bin auf diesem Posting gelandet, nachdem ich bei Google gesucht hatte, um zu sehen, wie viel Strom ich aus einem Thermoelement ziehen kann, ohne die Messung wesentlich zu beeinflussen. Ich habe diese genaue Antwort hier nicht gefunden (und auch nicht ganz geglaubt, dass ein Thermoelement wirklich eine ideale Spannungsquelle ist), also habe ich eine Messung durchgeführt. Der Widerstand dieses Thermoelements beträgt ~ 4,5 Ohm (gemessen durch Anlegen von 100 mA und Messen der Spannung). Aus dem Diagramm können wir ersehen, dass es sicher wie eine Spannungsquelle mit einem Serienwiderstand von ~ 4,5 Ohm wirkt. Ich habe ein paar andere Thermoelemente ausprobiert, die ich hatte, und sehr unterschiedliche Werte für den Kurzschlussstrom erhalten (ein großes ergab> 20 mA bei 150 ° C!), Aber alle verfolgten mehr oder weniger das Schleifenwiderstandsmodell.
Ich muss sagen, dass ich von der Größe des erzeugten Stroms überrascht war. Diejenige, die ich gemessen habe, ist 10 uA pro Grad, was bedeutet, dass ich 1 uA aus dem Gerät ziehen und trotzdem eine Genauigkeit von 0,1 Grad haben kann.

Die Verkabelung des Thermoelements mit einem Instrument möchte an eine Schaltung angeschlossen werden, die sich einem idealen Voltmeter nähert. Das ist eine Schaltung, die das Thermoelement überhaupt nicht belastet. Tatsächlich fließt in einem Thermoelement in einer stabilisierten Situation überhaupt kein Strom. Die Thermoelementspannung wird nicht in der Verbindungsstelle erzeugt, sondern über die gesamte Länge der Drähte zwischen dem Verbindungsstellenende und dem kalten Verbindungsstellenende am Instrument. Mit anderen Worten, Thermoelemente messen einen Wärmegradienten entlang der Drähte.

Ich sehe keinen nützlichen Wert, um eine "Last" über die Thermoelementdrähte am Instrument zu legen. Stattdessen möchten Sie darüber nachdenken, wie hoch der Impedanz-Instrumentenverstärker sein kann, um die Differenzspannung zwischen den beiden Drähten zu überwachen.