Diferencie Termistor e Termopar. Caracterize-os explicando seus princípios de funcionamento.
Passo 1
O enunciado pede para diferenciar dois sensores de temperatura muito usados em engenharia: o termistor e o termopar. Vamos caracterizá-los, detalhando seus princípios físicos de funcionamento e principais características de atuação.
Passo 2
O termistor é um sensor cuja resistência elétrica varia de forma sensível com a temperatura. Em geral ele é feito de óxidos semicondutores e apresenta coeficiente de temperatura negativo (NTC) ou positivo (PTC). No caso mais comum, o NTC, a resistência diminui ao subir a temperatura segundo uma curva muito não-linear, que costuma ser aproximada por
onde
é a resistência em
e
é um parâmetro do material. Para usar o termistor é preciso medir sua resistência, tipicamente num circuito ponte, e converter esse valor em temperatura via tabela ou equação de calibração.
Passo 3
O termopar baseia-se no efeito Seebeck: ao unir dois metais diferentes em duas junções, surge uma força eletromotriz proporcional à diferença de temperatura entre elas. A tensão gerada é aproximadamente
onde
é o coeficiente Seebeck médio do par metálico e
. Para medições práticas, uma das junções deve ser mantida (ou compensada eletronicamente) a uma temperatura conhecida, e então lê-se
e converte-se em
usando as tabelas padronizadas (tipos J, K, T, etc.).
Passo 4
Comparando as duas tecnologias:
- Faixa de operação: termopares medem de centenas até milhares de graus Celsius; termistores ficam bem abaixo (
C a C). - Sensibilidade e linearidade: termistores são muito sensíveis e têm alta resolução em faixa estreita, mas são muito não-lineares; termopares são menos sensíveis, porém têm resposta quase linear em larga faixa.
- Precisão e estabilidade: termistores podem alcançar
C a curto prazo mas sofrem drifts; termopares têm precisão de C a C e exigem compensação de junta fria. - Robustez e custo: termopares suportam ambientes agressivos e custos baixos; termistores são frágeis e mais caros por palito de calibração.
Resposta
- Termistor: sensor resistivo semicondutor com curva altamente não-linear
, muito sensível em faixa estreita, precisa medir resistência e converter em temperatura via curva ou tabela. - Termopar: par de metais distintos que gera tensão pelo efeito Seebeck
, adequado a altas temperaturas, com resposta mais linear, requer compensação de junção de referência.