Seebeck-effekten og Peltier-effekten er de to hovedprincipper, der styrer arbejdet med termoelektriske generatorer.

Seebeck-effekten og Peltier-effekten kan begge klassificeres under udtrykket termoelektrisk effekt. Enhver termoelektrisk effekt indebærer omdannelse af forskelle i temperaturer til spændingsforskelle. Seebeck-og Peltier-effekterne er forskellige manifestationer af den samme fysiske proces. I nogle tilfælde er de forbundet og kendt som Seebeck-Peltier-effekten. Årsagen til, at disse to effekter adskilles, skyldes deres uafhængige opdagelser af to forskellige individer. Lad os først se på, hvad Seebeck-effekten er i detaljer.

Hvad er Seebeck effekt?

Seebeck-effekten blev opdaget af den baltiske tyske fysiker Thomas Johann Seebeck. Seebeck-effekten er et fænomen, hvor en temperaturforskel mellem to forskellige elektriske ledere eller halvledere producerer en spændingsforskel mellem disse to stoffer.

når der påføres varme på en af de to ledere eller halvledere, bliver elektronerne spændte på grund af varmen. Da kun en af de to sider opvarmes, begynder elektronerne at bevæge sig mod den køligere side af de to ledere. Hvis begge ledere er forbundet i form af et kredsløb, strømmer en likestrøm gennem kredsløbet.

spændingerne produceret af Seebeck-effekten er små. Området for den producerede spænding er normalt i størrelsesordenen nogle få mikrovolt (en milliontedel af en volt) pr Kelvin af temperaturforskel ved krydset. Hvis temperaturforskellen er betydelig nok, kan nogle enheder fortsætte med at producere et par millivolt (hvilket er en tusindedel af en volt).

flere sådanne enheder kan tilsluttes parallelt for at øge den maksimale leverbare strøm. Sådanne indretninger har vist sig at tilvejebringe et lille niveau af elektrisk strøm, hvis en stor temperaturforskel opretholdes over krydsene.

Demonstration af Seeback-effekt

Seebeck-effekten kan hjælpe os med at beregne det elektromotoriske felt genereret af en enhed. Dette kan gøres ved hjælp af Seebeck-koefficienten. Seebeck-koefficienten for et materiale er målingen af størrelsen af den øgede termoelektriske spænding som reaktion på temperaturforskellene i et givet materiale. Ved hjælp af den elektromotoriske kraft kan vi også beregne den aktuelle tæthed af det termoelektriske materiale. De relevante ligninger for dette er som følger:

Eemf= -s List T

J= list (- list V+Eemf)

her betyder J den aktuelle tæthed, og list betegner lederens lokale ledningsevne.

Hvad er Peltier effekt?

Peltier-effekten blev opkaldt efter den franske fysiker Jean Charles Athanase Peltier, der opdagede dette fænomen i 1834. Peltier-effekten er tilstedeværelsen af opvarmning eller afkøling ved et elektrificeret kryds mellem to forskellige ledere. Når en strøm er lavet til at strømme gennem et kryds mellem to ledere, kan varme tilsættes eller fjernes ved krydset.

Demonstration af Peltier-effekt

Peltier-varmen genereret ved krydset pr.

K=(kur A – kur B)i

her betyder A og B De to ender af lederne, mens jeg er den elektriske strøm. Peltier-koefficienterne repræsenterer, hvor meget varme der bæres pr. Da ladningen skal være kontinuerlig på tværs af et kryds, vil den tilhørende varmestrøm udvikle en diskontinuitet, hvis kr.A og kr. B er forskellige.

Peltier-effekten kan betragtes som back-action-modstykke til Seebeck-effekten: hvis et simpelt termoelektrisk kredsløb er lukket, vil Seebeck-effekten drive en strøm, som igen (ved Peltier-effekten) altid overfører varme fra det varme kryds til det kolde kryds.

en typisk Peltier-varmepumpe involverer flere kryds i serie, gennem hvilken en strøm drives. Nogle af krydsene mister varme på grund af Peltier-effekten, mens andre får varme. Termoelektriske varmepumper udnytter dette fænomen, ligesom termoelektriske køleanordninger findes i køleskabe.