Was ist der Seebeck -Effekt?
Der Seebeck -Effekt beschreibt ein thermoelektrisches Phänomen, durch das Temperaturunterschiede zwischen zwei unterschiedlichen Metallen in einem Schaltkreis in einen elektrischen Strom umwandeln. Der Peltier-Effekt wurde erstmals 1834 beobachtet und der Thomson-Effekt wurde erstmals 1851 erklärt. Im Jahr 1821 entdeckte Seebeck, dass eine Schaltung aus zwei unterschiedlichen Metallen Strom leitet, wenn die beiden Stellen, an denen sich die Metalle verbinden, bei unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden. Seebeck platzierte einen Kompass in der Nähe der Schaltung, die er baute, und bemerkte, dass die Nadel abgelenkt wurde. Er entdeckte, dass die Größe der Auslenkung mit zunehmender Temperaturdifferenz proportional zunahm. In seinen Experimenten wurde auch festgestellt, dass die Temperaturverteilung entlang der Metallleiterhat den Kompass nicht beeinflusst. Durch die Änderung der von ihm verwendeten Metalle änderte jedoch die Größenordnung, die die Nadel abgelenkt hat.
Der Seebeck -Koeffizient ist eine Zahl, die die zwischen zwei Punkten eines Leiters erzeugte Spannung beschreibt, wobei zwischen den Punkten eine gleichmäßige Temperaturdifferenz von 1 Grad Kelvin besteht. Die Metalle in Seebecks Experimenten reagierten auf die Temperaturen und erzeugten eine Stromschleife im Stromkreis und ein Magnetfeld. Seebeck war fälschlicherweise angenommen, dass dies ein thermomagnetischer Effekt war.
1834 beschrieb der französische Wissenschaftler Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) die zweiten eng verwandten Phänomene, die heute als Peltier-Effekt bekannt sind. In seinem Experiment änderte Peltier die Spannung zwischen den Metallleitern und stellte fest, dass sich die Temperatur an beiden Verbindungen proportional änderte. 1839 der deutsche Wissenschaftler Heinrich Lenz(1804-1865) erweiterte Peltiers Entdeckung und beschrieb die Wärmeübertragung an den Kreuzungen, abhängig von der Richtung, in der der Strom entlang der Schaltung fließt. Während sich diese beiden Experimente auf verschiedene Teile des Schaltkreises und die thermoelektrischen Effekte konzentrierten, werden sie häufig einfach als Seebeck-Peltier-Effekt oder als Peltier-Seebeck-Effekt bezeichnet.
1851 beobachtete der britische Physiker William Thomson (1824-1907), später als erstes Baron Kelvin bekannt, dass die Erwärmung oder Kühlung eines einzelnen Metallleiters aus einem elektrischen Strom. Der Thomson-Effekt beschreibt die Wärmegeschwindigkeit, die in einem Strom tragenden Metall oder einem anderen leitenden Material erzeugt oder absorbiert wird, der einem Temperaturgradienten ausgesetzt ist.
Thermoelement -Thermometer sind Elektrotechnik -Werkzeuge, die auf der Messung des Seebeck -Effekts und der Peltier- und Thompson -Effekte basieren. Die Thermometer arbeiten, indem die thermische Potentialdifferenz in die elektrische Potentialdifferenz umgewandelt wird.