Apa itu Termokopel? Pengertian, Prinsip Kerja, Diagram dan Aplikasi
Pada tahun 1821, seorang ahli fisika yaitu "Thomas Seebeck" mengungkapkan bahwa ketika dua kawat logam yang berbeda dihubungkan pada kedua ujung satu persimpangan dalam suatu rangkaian ketika suhu diterapkan pada persimpangan, akan ada aliran arus melalui rangkaian yang dikenal sebagai medan elektromagnetik (EMF). Energi yang dihasilkan oleh rangkaian ini dinamai Seebeck Effect.
Menggunakan efek Thomas Seebeck sebagai pedomannya, kedua fisikawan Italia yaitu Leopoldo Nobili dan Macedonio Melloni berkolaborasi untuk merancang baterai termoelektrik pada tahun 1826, yang disebut sebagai pengganda panas, yang diambil dari penemuan termoelektrik Seebeck dengan menggabungkan galvanometer, serta termopile untuk menghitung radiasi. Untuk upayanya, beberapa orang mengidentifikasi Nobili sebagai penemu termokopel.
Jumlah GGL yang dihasilkan dalam termokopel sangat kecil (milivolt), jadi perangkat yang sangat sensitif harus digunakan untuk menghitung ggl yang dihasilkan dalam rangkaian.
Perangkat umum yang digunakan untuk menghitung ggl adalah potensiometer penyeimbang tegangan dan galvanometer biasa. Dari keduanya, potensiometer penyeimbang digunakan secara fisik atau mekanis.
Umumnya, termokopel dirancang dengan dua kabel logam yang berbeda yaitu besi dan konstantan yang membuat dalam mendeteksi elemen dengan menghubungkan pada satu persimpangan yang dinamakan sebagai persimpangan panas.
Ini terdiri dari dua persimpangan, satu persimpangan dihubungkan oleh voltmeter atau pemancar di mana sambungan dingin dan persimpangan kedua dikaitkan dalam suatu proses yang disebut sebagai persimpangan panas.
Dalam diagram di atas, persimpangan dinotasikan dengan P & Q, dan suhu dinotasikan oleh T1, & T2. Ketika suhu persimpangan berbeda satu sama lain, maka gaya elektromagnetik dihasilkan di rangkaian.
Jika suhu di persimpangan akhir berubah menjadi setara, maka setara, serta gaya elektromagnetik terbalik, menghasilkan di rangkaian, dan tidak ada aliran arus yang melaluinya. Demikian pula, suhu di ujung persimpangan menjadi tidak seimbang, maka variasi potensial menginduksi dalam rangkaian ini.
Besarnya gaya elektromagnetik menginduksi dalam rangkaian bergantung pada jenis bahan yang digunakan untuk pembuatan termokopel. Seluruh aliran arus di seluruh rangkaian dihitung oleh alat ukur.
Gaya elektromagnetik yang diinduksi dalam rangkaian dihitung dengan persamaan berikut
E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2
Di mana ∆Ө adalah perbedaan suhu antara ujung persimpangan termokopel panas serta ujung persimpangan termokopel referensi, a & b adalah konstanta
Tujuan utama termokopel adalah untuk membangun pengukuran suhu yang konsisten & langsung dalam beberapa aplikasi yang berbeda.
Menggunakan efek Thomas Seebeck sebagai pedomannya, kedua fisikawan Italia yaitu Leopoldo Nobili dan Macedonio Melloni berkolaborasi untuk merancang baterai termoelektrik pada tahun 1826, yang disebut sebagai pengganda panas, yang diambil dari penemuan termoelektrik Seebeck dengan menggabungkan galvanometer, serta termopile untuk menghitung radiasi. Untuk upayanya, beberapa orang mengidentifikasi Nobili sebagai penemu termokopel.
Pengertian Termokopel
Termokopel adalah semacam sensor suhu yang digunakan untuk mengukur suhu pada satu titik tertentu dalam bentuk GGL atau arus listrik. Sensor ini terdiri dari dua kawat logam yang berbeda yang dihubungkan bersama pada satu persimpangan. Temperatur dapat diukur pada persimpangan ini, dan perubahan suhu kawat logam menstimulasi tegangan.Jumlah GGL yang dihasilkan dalam termokopel sangat kecil (milivolt), jadi perangkat yang sangat sensitif harus digunakan untuk menghitung ggl yang dihasilkan dalam rangkaian.
Perangkat umum yang digunakan untuk menghitung ggl adalah potensiometer penyeimbang tegangan dan galvanometer biasa. Dari keduanya, potensiometer penyeimbang digunakan secara fisik atau mekanis.
Prinsip Kerja Termokopel
Prinsip kerja Termokopel terutama tergantung pada tiga efek yaitu Seebeck, Peltier dan Thompson.Efek See beck
Jenis efek ini terjadi di antara dua logam yang berbeda. Ketika panas menawarkan ke salah satu kawat logam, maka aliran supply elektron dari kawat logam panas ke kawat logam dingin. Oleh karena itu, arus searah merangsang dalam rangkaian.Efek Peltier
Efek Peltier ini berlawanan dengan efek Seebeck. Efek ini menyatakan bahwa perbedaan suhu dapat terbentuk di antara dua konduktor berbeda dengan menerapkan variasi potensial di antara mereka.Efek-Thompson
Efek ini menyatakan bahwa ketika dua logam yang berbeda saling menempel & jika mereka membentuk dua sambungan maka tegangan menginduksi panjang total konduktor karena gradien suhu. Ini adalah kata fisik yang menunjukkan perubahan kecepatan dan arah suhu pada posisi yang tepat.Konstruksi Termokopel
Konstruksi termokopel ditunjukkan di bawah ini. Ini terdiri dari dua kawat logam yang berbeda dan yang terhubung bersama di ujung persimpangan. Persimpangan berpikir sebagai ujung pengukur. Akhir persimpangan diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu persimpangan ungrounded, grounded dan terbuka.Persimpangan Ungrounded
Dalam jenis persimpangan ini, konduktor benar-benar terpisah dari penutup pelindung. Aplikasi persimpangan ini terutama mencakup pekerjaan aplikasi tekanan tinggi. Manfaat utama menggunakan persimpangan ini adalah untuk mengurangi efek medan magnet liar.Persimpangan Grounded
Dalam jenis persimpangan ini, kabel logam serta penutup pelindung dihubungkan bersama. Fungsi ini digunakan untuk mengukur suhu di atmosfer asam, dan memberikan ketahanan terhadap kebisingan.Persimpangan Terbuka
Persimpangan terbuka berlaku di area di mana respons cepat diperlukan. Jenis persimpangan ini digunakan untuk mengukur suhu gas. Logam yang digunakan untuk membuat termokopel pada dasarnya tergantung pada kisaran suhu yang dihitung.Umumnya, termokopel dirancang dengan dua kabel logam yang berbeda yaitu besi dan konstantan yang membuat dalam mendeteksi elemen dengan menghubungkan pada satu persimpangan yang dinamakan sebagai persimpangan panas.
Ini terdiri dari dua persimpangan, satu persimpangan dihubungkan oleh voltmeter atau pemancar di mana sambungan dingin dan persimpangan kedua dikaitkan dalam suatu proses yang disebut sebagai persimpangan panas.
Cara Kerja Termokopel
Diagram skematik termokopel ditunjukkan pada gambar di bawah ini. rangkaian ini dapat dibangun dengan dua logam yang berbeda, dan yang digabungkan bersama dengan menghasilkan dua persimpangan. Kedua logam dikelilingi ke koneksi melalui pengelasan.Dalam diagram di atas, persimpangan dinotasikan dengan P & Q, dan suhu dinotasikan oleh T1, & T2. Ketika suhu persimpangan berbeda satu sama lain, maka gaya elektromagnetik dihasilkan di rangkaian.
Jika suhu di persimpangan akhir berubah menjadi setara, maka setara, serta gaya elektromagnetik terbalik, menghasilkan di rangkaian, dan tidak ada aliran arus yang melaluinya. Demikian pula, suhu di ujung persimpangan menjadi tidak seimbang, maka variasi potensial menginduksi dalam rangkaian ini.
Besarnya gaya elektromagnetik menginduksi dalam rangkaian bergantung pada jenis bahan yang digunakan untuk pembuatan termokopel. Seluruh aliran arus di seluruh rangkaian dihitung oleh alat ukur.
Gaya elektromagnetik yang diinduksi dalam rangkaian dihitung dengan persamaan berikut
E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2
Di mana ∆Ө adalah perbedaan suhu antara ujung persimpangan termokopel panas serta ujung persimpangan termokopel referensi, a & b adalah konstanta
Kelebihan dan Kekurangan Termokopel
Kelebihan termokopel termasuk yang berikut ini
- Akurasi tinggi
- kuat dan dapat digunakan di lingkungan yang keras serta getaran tinggi.
- Reaksi panas cepat
- Kisaran suhu operasi sangat luas.
- Kisaran suhu pengoperasian yang luas
- Biaya rendah dan sangat konsisten
Kekurangan termokopel termasuk yang berikut ini
- Memiliki akurasi rendah.
- Kalibrasi ulang termokopel sulit
Aplikasi Termokopel
Beberapa aplikasi termokopel termasuk yang berikut ini.- Ini digunakan sebagai sensor suhu pada Termostat di kantor, rumah, kantor & bisnis.
- Ini digunakan dalam industri untuk memonitor suhu logam dalam besi, aluminium, dan logam.
- Ini digunakan dalam industri makanan untuk aplikasi cryogenic dan suhu rendah. Termokopel digunakan sebagai pompa panas untuk melakukan pendinginan termoelektrik.
- Ini digunakan untuk menguji suhu di pabrik kimia, pabrik minyak bumi.
- Ini digunakan dalam mesin gas untuk mendeteksi nyala percontohan.
Tujuan utama termokopel adalah untuk membangun pengukuran suhu yang konsisten & langsung dalam beberapa aplikasi yang berbeda.