Fisica General Burbano

GENERADORES TERMOELÉCTRICOS 457
y así, cuando el condensador se encuentra en el proceso de carga, la polarización del dieléctrico
aumenta, de forma que el término ∂P/∂t, corresponde a un flujo neto de carga positiva en el
dieléctrico hacia la armadura positiva cuando aumenta el campo polarizador E, y las moléculas del
dieléctrico se ordenan polarizándose; de hecho, esto equivale a una corriente en el sentido de I.
Como veremos más adelante, trataremos a la función corriente como productora de un campo
magnético, y se confirmará que la corriente de desplazamiento crea un campo magnético, exactamente
de la misma forma que lo hace una corriente de conducción normal. Por tanto, la corriente
de desplazamiento, lejos de ser un artificio ideado por Maxwell para aplicar la reglas de Kirchhoff
incluso en los casos en que se está acumulando carga en cierta región del circuito, es un hecho
fundamental en la naturaleza, y como se verá en posteriores capítulos, proporciona el fundamento
para la comprensión de las ondas electromagnéticas.
E) GENERADORES TERMOELÉCTRICOS
XX – 27. Fuerza electromotriz de contacto entre dos metales
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Cuando se ponen en contacto dos metales distintos, se produce en la superficie común una
FEM que origina una diferencia de potencial entre ellos; el valor de ésta depende de la naturaleza
de los metales.
Este fenómeno es debido a la libertad relativa que tienen los electrones de los metales, produciéndose
un paso de ellos del cuerpo más metálico (menos retención para los electrones) al menos
metálico; el primero adquiere carga positiva y mayor potencial; el segundo, carga negativa y potencial
menor.
Los metales y, en general, todos los cuerpos, se ordenan en sentido de los potenciales decrecientes,
obteniéndose la ESCALA DE TENSIONES DE VOLTA.
En la serie: ... Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au... un metal adquiere mayor potencial que cualquiera
que los que le siguen, al ponerlo en contacto con él.
XX – 28. Efecto Peltier
«Al pasar una corriente eléctrica por una soldadura de dos metales, ésta se calienta si la corriente
va del cuerpo más al menos metálico; en caso contrario, la soldadura se enfría».
Si se hace pasar una corriente por el circuito de la Fig. XX-32, al pasar la corriente del Zn al Cu
hay una caída de potencial en la soldadura, desprendiéndose una energía, en forma de calor, cuyo
valor ses: (V Zn
– V Cu
) I t.
La corriente, en la otra soldadura, pasando del menor a mayor potencial (del Cu al Zn) consume
una energía eléctrica igual a la anterior, realizando una absorción de calor en la soldadura.
XX – 29. Efecto Seebeck. Par termoeléctrico
Si en dos metales distintos, unidos formando circuito, se calienta una de las uniones, se origina
una corriente eléctrica. El conjunto forma un par termoeléctrico.
En el circuito de la Fig. XX-32, si las soldaduras A y B están a la misma temperatura, las fuerzas
electromotrices de contacto son iguales y opuestas y, en consecuencia, no hay corriente eléctrica:
e = e 1
– e 2
.
Al calentar una de las soldaduras hay una tendencia a la igualación del carácter metálico de los
cuerpos, conforme aumenta la temperatura y, por tanto, una disminución de la FEM de contacto en
la soldadura caliente. La FEM del conjunto es: e = e 1
– e 2
, siendo e 1
y e 2
las FEM de las soldaduras
fría y caliente, respectivamente. La existencia de e origina una corriente eléctrica.
Al ir disminuyendo e 2
por un aumento de la temperatura en la soldadura, e aumenta y con
ella la intensidad de la corriente (Fig. XX-33). A una diferencia de temperaturas, llamada punto
neutro (t n
), corresponde la máxima FEM e intensidad de corriente. A partir del punto neutro la intensidad
disminuye con el aumento de temperatura, hasta que llegado un valor —temperatura de
inversión (t i
)— la corriente se anula; si se sigue calentando la corriente cambia de sentido. El intervalo
de 0 a t n
, es igual al de t n
a t i
.
PILAS TERMOELÉCTRICAS. Son asociaciones en serie de pares termoeléctricos (Fig. XX-34), calentándose
soldaduras pares, y permaneciendo frías las impares. Las corrientes obtenidas son de
muy pequeña intensidad.
MEDIDA DE TEMPERATURA. Una de las aplicaciones de los pares termoeléctricos es su empleo
como termómetros. Para ellos se introduce una de las soldaduras en hielo fundente (0 ºC) y la otra
en el recinto cuya temperatura se trata de medir, determinándose la intensidad de corriente con un
amperímetro sensible. Un gráfico, previamente hecho, en el que se relacionan temperaturas e intensidades,
da la temperatura de la soldadura caliente.
Fig. XX-32.– Fuerza electromotriz de
contacto.
Fig. XX-33.– Variación de la FEM con
la temperatura en una soldadura entre
dos metales (efecto Seebek).
Fig. XX-34.– Pila termoeléctrica.