Što je Seebeck efekt?

Seebeckov efekt opisuje termoelektrični fenomen kojim se temperaturne razlike između dva različita metala u krugu pretvaraju u električnu struju.

Otkriven 1821., Seebeckov efekt jedan je od tri reverzibilna fenomena koji opisuju slične procese koji se odnose na termoelektričnost, vodljivost i temperaturu. Peltierov efekt je prvi put uočen 1834., a Thomsonov efekt je prvi put objašnjen 1851. godine.

Seebeckov efekt nazvan je po istočnopruskom znanstveniku Thomasu Johannu Seebecku (1770-1831). 1821. Seebeck je otkrio da strujni krug sastavljen od dva različita metala provodi struju ako se dva mjesta na kojima se metali spajaju drže na različitim temperaturama. Seebeck je postavio kompas u blizini strujnog kruga koji je izgradio i primijetio da se igla skretala. Otkrio je da se veličina otklona povećava proporcionalno kako se povećava temperaturna razlika. Njegovi su eksperimenti također primijetili da raspodjela temperature duž metalnih vodiča nije utjecala na kompas. Međutim, promjena vrste metala koje je koristio promijenila je veličinu koju je igla skrenula.

Seebeck koeficijent je broj koji opisuje napon proizveden između dviju točaka na vodiču, gdje postoji ujednačena temperaturna razlika od 1 kelvina između točaka. Metali u Seebeckovim eksperimentima reagirali su na temperature, stvarajući strujnu petlju u krugu i magnetsko polje. Ne znajući u to vrijeme za električnu struju, Seebeck je pogrešno pretpostavio da se radi o termomagnetskom efektu.

Godine 1834. francuski znanstvenik Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) opisao je drugi blisko povezan fenomen, danas poznat kao Peltierov efekt. U svom eksperimentu, Peltier je promijenio napon između metalnih vodiča i otkrio da se temperatura na oba spoja mijenja proporcionalno. Godine 1839. njemački znanstvenik Heinrich Lenz (1804-1865) proširio je Peltierovo otkriće i opisao prijenos topline na spojevima, ovisno o smjeru u kojem struja teče duž strujnog kruga. Iako su ova dva eksperimenta bila usredotočena na različite dijelove kruga i termoelektrične efekte, često se nazivaju jednostavno Seebeck-Peltierovim efektom ili Peltier-Seebeckovim efektom.

Godine 1851., britanski fizičar William Thomson (1824-1907), kasnije poznat kao prvi barun Kelvin, primijetio je da zagrijavanje ili hlađenje jedne vrste metalnog vodiča iz električne struje. Thomsonov efekt opisuje brzinu stvarane ili apsorbirane topline u metalu koji nosi struju ili drugom vodljivom materijalu, podvrgnutom temperaturnom gradijentu.

Termometri s termoelementom su elektrotehnički alati koji se temelje na mjerenju Seebeckovog efekta i Peltierovih i Thompsonovih učinaka. Termometri rade tako što pretvaraju razliku toplinskog potencijala u razliku električnog potencijala.