Elektrische Elemente/ Sensoren/ Thermoelement

Was ist ein Thermoelement?

Ein Thermoelement ist, wie der Name schon vermuten lässt, ein Bauteil das mit Wärme beziehungsweise Kälte zu tun hat. Dabei gibt es zwei Arten von Thermoelemente. Mit den einen kann man eine Spannung erzeugen, wenn man sie erwärmt, mit den anderen kann man elektrische Energie in eine Temperaturdifferenz umwandeln.

Thermoelement zur Spannungserzeugung

Ein Thermoelement zur Spannungserzeugung lässt sich sehr einfach herstellen. Dazu braucht man zwei Drähte (Kupfer und Konstantan) mit einander zu verdrehen. Schliesst man am Ende der beiden Drähte ein Messgerät an, kann man erkennen, dass wenn man die beiden Drähte mit einem Bunsenbrenner oder Industrieföhn erhitzt, eine Spannung im Millivolt Bereich erzeugt wird. Diese Spannung kann zwar nicht zur Versorgung von Geräten genutzt werden, aber sie kann zur Messung von sehr hohen Themparaturen verwendet werden.

Thermoelement zur Erzeugung einer Temperaturdifferenz

Der Fachbegriff für diese Thermoelemente lautet Peltierelement. Dabei handelt es sich um eine Reihenschaltung von Halbleitermaterialien, die sich zwischen zwei Keramikplatten befinden. Legt man nun an den beiden Enden dieser Halbleiterkette eine Spannung an, wird die eine Seite heiss, während die andere Seite kalt wird. Nach diesem Prinzip arbeiten die meisten Kühlboxen. Diese werden im inneren kalt und geben nach aussen wärme ab. Viele dieser Kühlboxen lassen sich auch zum warmhalten benutzen. Dabei wird ganz einfach die Polarität vertauscht. Peltierelemente sind nicht Polaritätabhängig sondern können mit beiden Seiten sowohl kühlen als auch heizen. Desshalb werden sie nur mit Gleichspannung betrieben, da ja sonst die warme Seite bei jeder Polaritätsänderung wechseln würde und somit den Kühleffekt zu nichte machen würde. Die leistungsstärksten auf dem Markt erhältlichen, mehrstufigen Peltierelemente können eine maximale Themperaturdifferenz von über 200K erreichen. Dabei wird die kalte Seite bis zu -90°C und die heisse Seite über +140°C