Hvad er Seebeck-effekten?

Seebeck-effekten beskriver et termoelektrisk fænomen, ved hvilket temperaturforskelle mellem to forskellige metaller i et kredsløb omdannes til en elektrisk strøm.

Seebeck Effect blev opdaget i 1821 og er et af tre reversible fænomener, der beskriver lignende processer, der vedrører termoelektricitet, ledningsevne og temperatur. Peltier-effekten blev først observeret i 1834, og Thomson-effekten blev først forklaret i 1851.

Seebeck-effekten er opkaldt efter den østprusiske videnskabsmand Thomas Johann Seebeck (1770-1831). I 1821 opdagede Seebeck, at et kredsløb lavet af to forskellige metaller leder elektricitet, hvis de to steder, hvor metaller forbinder, holdes ved forskellige temperaturer. Seebeck placerede et kompas nær kredsløbet, han byggede, og bemærkede, at nålen afbøjede. Han opdagede, at afbøjningens størrelse steg proportionalt, efterhånden som temperaturforskellen steg. Hans eksperimenter bemærkede også, at temperaturfordelingen langs metallederne ikke påvirkede kompasset. Ændring af de metalltyper, han brugte, ændrede imidlertid størrelsen, som nålen afbøjede.

Seebeck-koefficienten er et tal, der beskriver den spænding, der produceres mellem to punkter på en leder, hvor der findes en ensartet temperaturforskel på 1 grad Kelvin mellem punkterne. Metallerne i Seebecks eksperimenter reagerede på temperaturerne og skabte en strømsløjfe i kredsløbet og et magnetfelt. Uvidende om en elektrisk strøm på det tidspunkt antog Seebeck fejlagtigt, at dette var en termomagnetisk effekt.

I 1834 beskrev den franske forsker Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) de andet tæt beslægtede fænomener, nu kendt som Peltier-effekten. I sit eksperiment ændrede Peltier spændingen mellem metallederne og opdagede, at temperaturen i begge kryds ændrede sig proportionalt. I 1839 udvidede den tyske forsker Heinrich Lenz (1804-1865) Peltiers opdagelse og beskrev varmeoverførsel ved krydset, afhængigt af retningen, som strømmen flyder langs kredsløbet. Mens disse to eksperimenter var fokuseret på forskellige dele af kredsløbet og de termoelektriske effekter, kaldes de ofte simpelt hen Seebeck-Peltier-effekten eller Peltier-Seebeck-effekten.

I 1851 observerede den britiske fysiker William Thomson (1824-1907), senere kendt som den første Baron Kelvin, at opvarmning eller afkøling af en enkelt type metalleder fra en elektrisk strøm. Thomson-effekten beskriver den hastighed, der er skabt eller absorberet i et strømførende metal eller andet ledende materiale, der udsættes for en temperaturgradient.

Termoelement termometre er elektrotekniske værktøjer baseret på måling af Seebeck Effect og Peltier og Thompson effekter. Termometrene fungerer ved at konvertere den termiske potentialforskel til elektrisk potentialforskel.