Che cos'è l'effetto Seebeck?
L'effetto Seebeck descrive un fenomeno termoelettrico mediante il quale le differenze di temperatura tra due metalli diversi in un circuito si converte in corrente elettrica.
Scoperto nel 1821, l'effetto Seebeck è uno dei tre fenomeni reversibili che descrivono processi simili relativi a termoelettricità, conducibilità e temperatura. L'effetto Peltier fu osservato per la prima volta nel 1834 e l'effetto Thomson fu spiegato per la prima volta nel 1851.
L'effetto Seebeck prende il nome dallo scienziato prussiano orientale Thomas Johann Seebeck (1770-1831). Nel 1821, Seebeck scoprì che un circuito fatto di due metalli diversi conduce l'elettricità se i due punti in cui i metalli si collegano sono mantenuti a temperature diverse. Seebeck mise una bussola vicino al circuito che aveva costruito e notò che l'ago si deformava. Scoprì che l'entità della deflessione aumentava proporzionalmente all'aumentare della differenza di temperatura. I suoi esperimenti hanno anche notato che la distribuzione della temperatura lungo i conduttori metallici non ha influenzato la bussola. Tuttavia, cambiando i tipi di metalli che ha usato ha cambiato l'entità che l'ago ha deviato.
Il coefficiente Seebeck è un numero che descrive la tensione prodotta tra due punti su un conduttore, dove esiste una differenza di temperatura uniforme di 1 grado Kelvin tra i punti. I metalli negli esperimenti di Seebeck stavano reagendo alle temperature, creando un circuito di corrente nel circuito e un campo magnetico. Ignaro di una corrente elettrica all'epoca, Seebeck riteneva erroneamente che si trattasse di un effetto termomagnetico.
Nel 1834, lo scienziato francese Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) descrisse il secondo fenomeno strettamente correlato, ora noto come Effetto Peltier. Nel suo esperimento, Peltier ha cambiato la tensione tra i conduttori di metallo e ha scoperto che la temperatura su entrambe le giunzioni è cambiata proporzionalmente. Nel 1839, lo scienziato tedesco Heinrich Lenz (1804-1865) si espanse alla scoperta di Peltier e descrisse il trasferimento di calore alle giunzioni, a seconda della direzione in cui la corrente scorre lungo il circuito. Mentre questi due esperimenti si sono concentrati su diverse parti del circuito e sugli effetti termoelettrici, spesso vengono chiamati semplicemente effetto Seebeck-Peltier o Effetto Peltier-Seebeck.
Nel 1851, il fisico britannico William Thomson (1824-1907), in seguito noto come il primo barone Kelvin, osservò che il riscaldamento o il raffreddamento di un singolo tipo di conduttore metallico da una corrente elettrica. L'effetto Thomson descrive il tasso di calore creato o assorbito in un metallo che trasporta corrente o altro materiale conduttivo, sottoposto a un gradiente di temperatura.
I termometri a termocoppia sono strumenti di ingegneria elettrica basati sulla misurazione dell'effetto Seebeck e degli effetti Peltier e Thompson. I termometri funzionano convertendo la differenza di potenziale termico in differenza di potenziale elettrico.