Termocuplas, Llaves térmicas, Disyuntor Diferencial, Motor Eléctrico Y Generador De Elctricidad

Termocuplas

Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.

Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.

Existen varios tipos de termocupla, puesto que cualquier par de metales conformaría un tipo determinado. Sin embargo, la empírica ha llevado al uso de ciertos tipos estandarizados, a los que se les cita por una letra (las más típicas son las tipo J, K y T). Cada tipo difiere en el material de los metales A y B. Al diferir los materiales de construcción difieren los rangos de trabajo, el voltaje generado por unidad de grado y la máxima temperatura útil (antes que se funda).

Por su naturaleza, las termocuplas presentan una resistencia prácticamente nula y su capacidad de generar potencia es muy débil. El amplificador a utilizar debe solicitar el mínimo posible de corriente desde la termocupla.

El principio de medición de temperatura utilizando termocuplas se basa en tres principios físicos, que son:

1.- Efecto Thomson (1851): un gradiente de temperatura en un conductor metálico está acompañado por un gradiente de voltaje, cuya magnitud y signo depende del metal que se esté utilizando.

3.- Efecto Peltier (1834): consiste en que cuando una corriente eléctrica fluye a través de una juntura de dos metales diferentes, se libera o absorbe calor. Cuando la corriente eléctrica fluye en la misma dirección que la corriente Seebeck, el calor es absorbido en la juntura caliente y liberado en la juntura fría.

2.- Efecto Seebeck (1821): al unir dos alambres de materiales diferentes formando un circuito, se presenta una corriente eléctrica cuando las junturas se encuentran a diferente temperatura. Esto es debido a la combinación de los dos efectos anteriores.

Los Valores “E” de la ecuación son valores de tensión en voltios. Esta es una gran ventaja que poseen las termocuplas ya que tenemos una traducción (transducción) directa de grados centígrados a voltios lo cual es sumamente importante a la hora de medir, registrar o controlar la temperatura con instrumentos o aparatos eléctricos o electrónicos.

Principio de funcionamiento de las termocuplas.

Una termocupla consiste de un par de conductores de diferentes metales o aleaciones (termopar o termoelementos); uno de los extremos, la junta de medición está colocado en el lugar donde se ha de medir la temperatura.

Los dos conductores (termoelementos) salen del área de medición y terminan en el otro extremo, la junta de referencia. Se produce entonces una fuerza electromotriz (fem) que es función de la diferencia de temperatura entre las dos juntas (figura 2). Dado que el principio de medición se basa en la diferencia de temperatura entre la junta de medición y la de referencia, la temperatura en la junta de referencia debe ser conocida y constante. De no ser esto posible, dicha temperatura deberá ser determinada por un segundo sensor.

Llaves térmicas

La llave térmica, también conocida como termomagnética, es un dispositivo eléctrico de seguridad que cumple la función proteger su instalación eléctrica contra sobrecargas y cortocircuitos. Este tipo de llaves sustituyen el funcionamiento de la obsoleta caja de fusibles tradicional, siendo así un sistema mucho más práctico. Las llaves termomagnéticas están diseñadas para cubrir un amplio rango de necesidades. La instalación de esta llave es bastante sencilla, ya que basta con conectar los cables de salida del disyuntor. Es conveniente que su valor sea el menor posible. Por ejemplo, fusible aéreo de 35 Amper (A), se recomienda 25 A o menor, siendo el ideal el de 16 A.

El funcionamiento de un interruptor termomagnético se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente hacia la carga.

Magnético:

Al circular la corriente el electroimán crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado, tiende a abrir un contacto, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado. Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor termomagnético) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción. Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

Térmico:

La otra parte está constituida por una lámina bimetálica que, al calentarse por encima de un determinado límite por efecto de la corriente que circula por ella, sufre una deformación diferencial que hace curvar al metal y provoca la apertura del contacto. Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se eleva la corriente por conexión de aparatos o mal funcionamiento de los mismos.

Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas.

Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito. Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca.

Los contactos disponen de una cámara apaga-chispas, que extingue arcos eléctricos durante el momento de apertura de estos por lo que reducen su deterioro.

Disyuntor diferencial

Es un interruptor que tiene la capacidad de detectar la diferencia entre la corriente

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