¿Qué es el efecto Seebeck?
El efecto Seebeck describe un fenómeno termoeléctrico por el cual las diferencias de temperatura entre dos metales diferentes en un circuito se convierten en una corriente eléctrica.
Descubierto en 1821, el efecto Seebeck es uno de los tres fenómenos reversibles que describen procesos similares relacionados con la termoelectricidad, la conductividad y la temperatura. El efecto Peltier se observó por primera vez en 1834 y el efecto Thomson se explicó por primera vez en 1851.
El efecto Seebeck lleva el nombre del científico prusiano oriental Thomas Johann Seebeck (1770-1831). En 1821, Seebeck descubrió que un circuito hecho de dos metales diferentes conduce electricidad si los dos lugares donde se conectan los metales se mantienen a diferentes temperaturas. Seebeck colocó una brújula cerca del circuito que construyó y notó que la aguja se desviaba. Descubrió que la magnitud de la desviación aumentaba proporcionalmente a medida que aumentaba la diferencia de temperatura. Sus experimentos también señalaron que la distribución de temperatura a lo largo de los conductores metálicos no afectaba a la brújula. Sin embargo, cambiar los tipos de metales que usó sí cambió la magnitud que la aguja desvió.
El coeficiente Seebeck es un número que describe el voltaje producido entre dos puntos en un conductor, donde existe una diferencia de temperatura uniforme de 1 grado Kelvin entre los puntos. Los metales en los experimentos de Seebeck estaban reaccionando a las temperaturas, creando un circuito de corriente en el circuito y un campo magnético. Sin darse cuenta de una corriente eléctrica en ese momento, Seebeck supuso erróneamente que se trataba de un efecto termomagnético.
En 1834, el científico francés Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) describió el segundo fenómeno estrechamente relacionado, ahora conocido como el efecto Peltier. En su experimento, Peltier cambió el voltaje entre los conductores metálicos y descubrió que la temperatura en cualquier unión cambiaba proporcionalmente. En 1839, el científico alemán Heinrich Lenz (1804-1865) amplió el descubrimiento de Peltier y describió la transferencia de calor en las uniones, dependiendo de la dirección en que fluye la corriente a lo largo del circuito. Si bien estos dos experimentos se centraron en diferentes partes del circuito y los efectos termoeléctricos, a menudo se los conoce simplemente como el efecto Seebeck-Peltier o el efecto Peltier-Seebeck.
En 1851, el físico británico William Thomson (1824-1907), más tarde conocido como el primer barón Kelvin, observó que el calentamiento o enfriamiento de un solo tipo de conductor de metal a partir de una corriente eléctrica. El efecto Thomson describe la tasa de calor creado o absorbido en un metal que transporta corriente u otro material conductor, sujeto a un gradiente de temperatura.
Los termómetros de termopar son herramientas de ingeniería eléctrica basadas en la medición del efecto Seebeck y los efectos Peltier y Thompson. Los termómetros funcionan convirtiendo la diferencia de potencial térmico en diferencia de potencial eléctrico.