Constantan , también conocido en varios contextos como Eureka, Advance y Ferry, se refiere a una aleación de cobre y níquel que se usa comúnmente por su resistencia eléctrica estable en un amplio rango de temperaturas. [1] Por lo general, se compone de un 55% de cobre y un 45% de níquel. [2] Su característica principal es la baja variación térmica de su resistividad , que es constante en un amplio rango de temperaturas. Se conocen otras aleaciones con coeficientes de temperatura igualmente bajos , como la manganina (Cu [86%] / Mn [12%] / Ni [2%]).
En 1887, Edward Weston descubrió que los metales pueden tener un coeficiente de resistencia de temperatura negativo, inventando lo que llamó su "Aleación Nº 2". Se produjo en Alemania , donde se le cambió el nombre a "Konstantan". [3] [4]
De todas las aleaciones utilizadas en los extensómetros modernos , el constantán es la más antigua y todavía la más utilizada. Esta situación refleja el hecho de que el constantán tiene la mejor combinación general de propiedades necesarias para muchas aplicaciones de extensómetros. Esta aleación tiene, por ejemplo, una sensibilidad a la deformación adecuadamente alta, o factor de calibre , que es relativamente insensible al nivel de deformación y la temperatura . Su resistividad (5,00 × 10 −7 Ω·m ) [2] es lo suficientemente alta como para lograr valores de resistencia adecuados incluso en rejillas muy pequeñas, y su coeficiente de temperatura de resistencia es bastante bajo. Además, el constantán se caracteriza por una buena vida útil por fatiga y una capacidad de elongación relativamente alta. Sin embargo, el constantán tiende a exhibir una deriva continua a temperaturas superiores a 65 °C (149 °F); [5] y esta característica debe tenerse en cuenta cuando la estabilidad cero del extensómetro es crítica durante un período de horas o días. El constantán también se utiliza para el calentamiento por resistencia eléctrica y los termopares . [6]
Muy importante, el constantán se puede procesar para la autocompensación de temperatura para que coincida con una amplia gama de coeficientes de expansión térmica de materiales de prueba. La aleación A se suministra en números de autocompensación de temperatura (STC) 00, 03, 05, 06, 09, 13, 15, 18, 30, 40 y 50, para su uso en materiales de prueba con coeficientes de expansión térmica correspondientes, expresados en partes por millón por longitud (o μm/m) por grado Fahrenheit.
Para la medición de deformaciones muy grandes, 5% (50.000 microdeformaciones ) o superiores, el constantán recocido (aleación P) es el material de rejilla normalmente seleccionado. El constantán en esta forma es muy dúctil ; y, en longitudes de calibre de 0,125 pulgadas (3,2 mm) y más, se puede deformar a >20%. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que bajo deformaciones cíclicas altas, la aleación P exhibirá algún cambio permanente de resistividad con cada ciclo y causará un desplazamiento de cero correspondiente en el medidor de deformación. Debido a esta característica y la tendencia a fallas prematuras de la rejilla con deformaciones repetidas, la aleación P no se recomienda comúnmente para aplicaciones de deformación cíclica. La aleación P está disponible con números STC de 08 y 40 para uso en metales y plásticos , respectivamente.
El constantán también se utiliza para formar termopares con cables de hierro , cobre o cromel . [6] Tiene un coeficiente Seebeck negativo extraordinariamente fuerte por encima de 0 grados Celsius, [9] lo que conduce a una buena sensibilidad a la temperatura.