Vad är Seebeck-effekten?
Seebeck-effekten beskriver ett termoelektriskt fenomen genom vilket temperaturskillnader mellan två olika metaller i en krets omvandlas till en elektrisk ström.
Seebeck Effect, som upptäcktes 1821, är ett av tre reversibla fenomen som beskriver liknande processer relaterade till termoelektricitet, konduktivitet och temperatur. Peltier-effekten observerades först 1834 och Thomson-effekten förklarades först 1851.
Seebeck-effekten är uppkallad efter East Prussian forskare Thomas Johann Seebeck (1770-1831). År 1821 upptäckte Seebeck att en krets av två olika metaller leder elektricitet om de två platserna där metallerna ansluts hålls vid olika temperaturer. Seebeck placerade en kompass nära kretsen han byggde och märkte att nålen avled. Han upptäckte att avböjningens storlek ökade proportionellt när temperaturskillnaden ökade. Hans experiment noterade också att temperaturfördelningen längs metallledarna inte påverkade kompassen. Att ändra de typer av metaller han använde ändrade dock storleken som nålen avböjde.
Seebeck-koefficienten är ett tal som beskriver spänningen som produceras mellan två punkter på en ledare, där en enhetlig temperaturskillnad på 1 grad Kelvin finns mellan punkterna. Metallerna i Seebecks experiment reagerade på temperaturerna och skapade en strömslinga i kretsen och ett magnetfält. Medvetet om en elektrisk ström vid den tiden antog Seebeck felaktigt att detta var en termomagnetisk effekt.
1834 beskrev den franska forskaren Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) de andra nära besläktade fenomenen, nu känd som Peltier-effekten. I sitt experiment ändrade Peltier spänningen mellan metallledarna och upptäckte att temperaturen vid endera korsningen förändrades proportionellt. År 1839 expanderade den tyska forskaren Heinrich Lenz (1804-1865) på Peltiers upptäckt och beskrev värmeöverföring vid korsningarna, beroende på riktningen som strömmen flyter längs kretsen. Medan dessa två experiment fokuserades på olika delar av kretsen och de termoelektriska effekterna, benämns de ofta helt enkelt Seebeck-Peltier-effekten eller Peltier-Seebeck-effekten.
1851 observerade den brittiska fysikern William Thomson (1824-1907), senare känd som den första Baron Kelvin, att uppvärmningen eller kylningen av en enda typ av metallledare från en elektrisk ström. Thomson-effekten beskriver värmehastigheten som skapas eller absorberas i en strömbärande metall eller annat ledande material, utsatt för en temperaturgradient.
Termoelement termometrar är elektrotekniska verktyg baserade på mätning av Seebeck Effect och Peltier och Thompson effekter. Termometrarna fungerar genom att konvertera den termiska potentialskillnaden till elektrisk potentialskillnad.