Kaj je učinek Seebeck?

Seebeckov učinek opisuje termoelektrični pojav, pri katerem se temperaturne razlike med dvema različnima kovinama v vezju pretvorijo v električni tok.

Seebeckov učinek, odkrit leta 1821, je eden od treh reverzibilnih pojavov, ki opisujejo podobne procese v zvezi s termoelektričnostjo, prevodnostjo in temperaturo. Peltierjev učinek je bil prvič opažen leta 1834, Thomsonov učinek pa je bil prvič razložen leta 1851.

Seebeckov učinek je poimenovan po vzhodnopruskem znanstveniku Thomasu Johannu Seebecku (1770-1831). Leta 1821 je Seebeck odkril, da vezje, sestavljeno iz dveh različnih kovin, prevaja elektriko, če sta dve mesti, kjer se kovini povezujeta, pri različnih temperaturah. Seebeck je postavil kompas blizu vezja, ki ga je zgradil, in opazil, da se je igla odklonila. Ugotovil je, da se velikost upogiba povečuje sorazmerno s povečanjem temperaturne razlike. Njegovi poskusi so tudi ugotovili, da porazdelitev temperature vzdolž kovinskih vodnikov ni vplivala na kompas. Vendar pa je sprememba vrst kovin, ki jih je uporabil, spremenila velikost, ki jo je igla odklonila.

Seebeckov koeficient je število, ki opisuje napetost, ki nastane med dvema točkama na prevodniku, kjer med točkama obstaja enotna temperaturna razlika 1 kelvin. Kovine v Seebeckovih poskusih so reagirale na temperature in ustvarile trenutno zanko v vezju in magnetno polje. Seebeck je takrat, ko se ni zavedal električnega toka, napačno domneval, da gre za termomagnetni učinek.

Leta 1834 je francoski znanstvenik Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) opisal drugi tesno povezan pojav, zdaj znan kot Peltierjev učinek. V svojem poskusu je Peltier spremenil napetost med kovinskimi vodniki in odkril, da se temperatura na obeh stikih spreminja sorazmerno. Leta 1839 je nemški znanstvenik Heinrich Lenz (1804-1865) razširil Peltierjevo odkritje in opisal prenos toplote na stičiščih, odvisno od smeri, v kateri tok teče vzdolž tokokroga. Medtem ko sta bila ta dva eksperimenta osredotočena na različne dele vezja in termoelektrične učinke, ju pogosto imenujemo preprosto Seebeck-Peltierjev učinek ali Peltier-Seebeckov učinek.

Leta 1851 je britanski fizik William Thomson (1824-1907), pozneje znan kot prvi baron Kelvin, opazil, da se gretje ali hlajenje posamezne vrste kovinskega prevodnika z električnim tokom. Thomsonov učinek opisuje stopnjo toplote, ki se ustvari ali absorbira v kovini, ki vodi tok, ali drugem prevodnem materialu, ki je izpostavljen temperaturnemu gradientu.

Termočlenski termometri so elektrotehnična orodja, ki temeljijo na merjenju Seebeckovega učinka ter učinkov Peltierja in Thompsona. Termometri delujejo tako, da pretvarjajo razliko toplotnega potenciala v razliko električnega potenciala.