Deux conducteurs de compositions différentes (appelés fils de thermocouple ou thermoélectrodes) sont réunis aux deux extrémités pour former un circuit. Lorsque les températures des deux jonctions sont différentes, une force électromotrice est générée dans le circuit. Ce phénomène est appelé effet thermoélectrique et cette force électromotrice est appelée potentiel thermoélectrique. Les thermocouples utilisent ce principe pour mesurer la température. L'extrémité directement utilisée pour mesurer la température du milieu est appelée extrémité de travail (également appelée extrémité de mesure), et l'autre extrémité est appelée extrémité froide (également appelée extrémité de compensation). L'extrémité froide est connectée à un instrument d'affichage ou à un instrument correspondant, qui indique le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple.
Un thermocouple est essentiellement un convertisseur d'énergie qui convertit l'énergie thermique en énergie électrique, en utilisant le potentiel thermoélectrique généré pour mesurer la température. Les points suivants doivent être notés concernant le potentiel thermoélectrique d'un thermocouple :
1. Le potentiel thermoélectrique d'un thermocouple est fonction de la différence de température entre les deux extrémités de l'extrémité active du thermocouple, et non d'une fonction de la différence de température entre l'extrémité froide et l'extrémité active ;
2. L'ampleur du potentiel thermoélectrique généré par un thermocouple, lorsque le matériau du thermocouple est uniforme, est indépendante de la longueur et du diamètre du thermocouple, et est uniquement liée à la composition du matériau du thermocouple et à la différence de température entre les deux extrémités ;
3. Une fois les matériaux des deux fils du thermocouple déterminés, l'ampleur du potentiel thermoélectrique du thermocouple est uniquement liée à la différence de température du thermocouple. Si la température de l'extrémité froide du thermocouple est maintenue constante, alors le potentiel thermoélectrique du thermocouple est une fonction à valeur unique-de la température de l'extrémité active. Deux conducteurs ou semi-conducteurs A et B de matériaux différents sont soudés ensemble pour former un circuit fermé. Lorsqu'il y a une différence de température entre les deux jonctions 1 et 2 des conducteurs A et B, une force électromotrice est générée entre elles, formant ainsi un courant dans le circuit. Les thermocouples fonctionnent en utilisant cet effet.
