Kas yra Seebeck efektas?

Seebecko efektas apibūdina termoelektrinį reiškinį, kai temperatūrų skirtumai tarp dviejų skirtingų metalų grandinėje virsta elektros srove.

1821 m. atrastas Seebeck efektas yra vienas iš trijų grįžtamųjų reiškinių, apibūdinančių panašius procesus, susijusius su termoelektra, laidumu ir temperatūra. Peltier efektas pirmą kartą buvo pastebėtas 1834 m., o Thomsono efektas pirmą kartą buvo paaiškintas 1851 m.

Seebecko efektas pavadintas Rytų Prūsijos mokslininko Thomaso Johanno Seebecko (1770-1831) vardu. 1821 m. Seebeckas atrado, kad grandinė, sudaryta iš dviejų skirtingų metalų, praleidžia elektrą, jei dvi metalų susijungimo vietos yra skirtingos temperatūros. Seebeckas padėjo kompasą šalia savo sukurtos grandinės ir pastebėjo, kad adata nukrypo. Jis atrado, kad įlinkio dydis proporcingai didėja didėjant temperatūrų skirtumui. Jo eksperimentai taip pat pažymėjo, kad temperatūros pasiskirstymas išilgai metalinių laidininkų neturėjo įtakos kompasui. Tačiau pakeitus jo naudojamų metalų tipus, pasikeitė adatos nukreipimo dydis.

Seebecko koeficientas yra skaičius, apibūdinantis įtampą, sukuriamą tarp dviejų laidininko taškų, kai tarp taškų yra vienodas 1 kelvino temperatūros skirtumas. Seebecko eksperimentuose esantys metalai reaguodavo į temperatūrą, sukurdami grandinėje srovės kilpą ir magnetinį lauką. Tuo metu nežinodamas apie elektros srovę, Seebeckas klaidingai manė, kad tai buvo termomagnetinis efektas.

1834 metais prancūzų mokslininkas Jeanas Charlesas Athanase’as Peltier (1784-1845) aprašė antrąjį glaudžiai susijusį reiškinį, dabar žinomą kaip Peltjė efektas. Savo eksperimento metu Peltier pakeitė įtampą tarp metalinių laidininkų ir atrado, kad temperatūra bet kurioje sankryžoje pasikeitė proporcingai. 1839 m. vokiečių mokslininkas Heinrichas Lenzas (1804–1865) išplėtė Peltier atradimą ir aprašė šilumos perdavimą sankryžose, priklausomai nuo srovės tekėjimo grandinėje krypties. Nors šie du eksperimentai buvo sutelkti į skirtingas grandinės dalis ir termoelektrinius efektus, jie dažnai vadinami tiesiog Seebeck-Peltier efektu arba Peltier-Seebeck efektu.

1851 m. britų fizikas Williamas Thomsonas (1824-1907), vėliau žinomas kaip pirmasis baronas Kelvinas, pastebėjo, kad vieno tipo metalinio laidininko šildymas arba vėsinimas elektros srove. Tomsono efektas apibūdina šilumos, kuri susidaro arba sugeria srovę nešančiame metale ar kitoje laidžioje medžiagoje, veikiamą temperatūros gradiento, greitį.

Termoporos termometrai yra elektrotechnikos įrankiai, pagrįsti Seebecko efekto ir Peltier bei Thompsono efektų matavimu. Termometrai veikia konvertuodami šiluminio potencialo skirtumą į elektrinio potencialo skirtumą.