Co to jest efekt Seebeck?
Efekt Seebecka opisuje zjawisko termoelektryczne, w którym różnice temperatur między dwoma odmiennymi metalami w obwodzie zamieniają się w prąd elektryczny.
Odkryty w 1821 r. Efekt Seebecka jest jednym z trzech odwracalnych zjawisk opisujących podobne procesy związane z termoelektrycznością, przewodnością i temperaturą. Efekt Peltiera zaobserwowano po raz pierwszy w 1834 r., A efekt Thomsona po raz pierwszy wyjaśniono w 1851 r.
Nazwa efektu Seebecka pochodzi od naukowca z Prus Wschodnich, Thomasa Johanna Seebecka (1770–1831). W 1821 roku Seebeck odkrył, że obwód wykonany z dwóch różnych metali przewodzi prąd, jeśli dwa miejsca, w których łączą się metale, są utrzymywane w różnych temperaturach. Seebeck umieścił kompas w pobliżu zbudowanego przez siebie obwodu i zauważył, że igła się odchyliła. Odkrył, że wielkość ugięcia wzrosła proporcjonalnie wraz ze wzrostem różnicy temperatur. W jego eksperymentach zauważono również, że rozkład temperatury wzdłuż metalowych przewodników nie wpływał na kompas. Jednak zmiana rodzaju użytych metali zmieniła wielkość ugięcia igły.
Współczynnik Seebecka to liczba opisująca napięcie wytwarzane między dwoma punktami na przewodniku, gdzie między punktami istnieje równomierna różnica temperatur wynosząca 1 stopień Kelvina. Metale w eksperymentach Seebecka reagowały na temperatury, tworząc pętlę prądową w obwodzie i pole magnetyczne. Nieświadomy prądu elektrycznego w tym czasie Seebeck błędnie założył, że jest to efekt termomagnetyczny.
W 1834 r. Francuski naukowiec Jean Charles Athanase Peltier (1784–1845) opisał drugie ściśle powiązane zjawisko, znane obecnie jako efekt Peltiera. W swoim eksperymencie Peltier zmienił napięcie między metalowymi przewodnikami i odkrył, że temperatura na obu złączach zmienia się proporcjonalnie. W 1839 r. Niemiecki naukowiec Heinrich Lenz (1804–1865) rozwinął odkrycie Peltiera i opisał wymianę ciepła na skrzyżowaniach, w zależności od kierunku przepływu prądu wzdłuż obwodu. Podczas gdy te dwa eksperymenty koncentrowały się na różnych częściach obwodu i efektach termoelektrycznych, często są one nazywane po prostu efektem Seebecka-Peltiera lub efektem Peltiera-Seebecka.
W 1851 r. Brytyjski fizyk William Thomson (1824–1907), znany później jako pierwszy baron Kelvin, zauważył, że ogrzewanie lub chłodzenie jednego rodzaju metalowego przewodnika z prądu elektrycznego. Efekt Thomsona opisuje szybkość ciepła wytwarzanego lub pochłanianego w przewodzącym prąd metalu lub innym przewodzącym materiale poddanym gradientowi temperatury.
Termometry termoelektryczne są narzędziami elektrotechnicznymi opartymi na pomiarze efektu Seebecka oraz efektów Peltiera i Thompsona. Termometry działają na zasadzie konwersji różnicy potencjałów cieplnych na różnicę potencjałów elektrycznych.