El efecto Seebeck y el Efecto Peltier son los dos principios principales que rigen el funcionamiento de los generadores termoeléctricos.

El Efecto Seebeck y Peltier Efecto pueden ser clasificados bajo el término efecto termoeléctrico. Cualquier efecto termoeléctrico implica la conversión de diferencias de temperatura en diferencias de voltaje. Los efectos Seebeck y Peltier son manifestaciones diferentes del mismo proceso físico. En algunos casos, están vinculados y se conocen como el Efecto Seebeck-Peltier. La razón por la que estos dos efectos están separados se debe a sus descubrimientos independientes por dos individuos diferentes. Primero veamos en detalle cuál es el Efecto Seebeck.

¿Qué es el Efecto Seebeck?

El efecto Seebeck fue descubierto por el físico alemán báltico Thomas Johann Seebeck. El Efecto Seebeck es un fenómeno en el que una diferencia de temperatura entre dos conductores eléctricos o semiconductores diferentes produce una diferencia de voltaje entre esas dos sustancias.

Cuando se aplica calor a uno de los dos conductores o semiconductores, los electrones se excitan por el calor. Dado que solo uno de los dos lados se calienta, los electrones comienzan a moverse hacia el lado más frío de los dos conductores. Si ambos conductores están conectados en forma de circuito, una corriente continua fluye a través del circuito.

Los voltajes producidos por el efecto Seebeck son pequeños. El rango del voltaje producido es generalmente del orden de unos pocos microvoltios (una millonésima parte de un voltio) por Kelvin de diferencia de temperatura en la unión. Si la diferencia de temperatura es lo suficientemente significativa, algunos dispositivos pueden producir unos pocos milivoltios (que es una milésima de voltio).

Se pueden conectar varios de estos dispositivos en paralelo para aumentar la corriente máxima entregable. Se ha demostrado que estos dispositivos proporcionan un nivel de energía eléctrica a pequeña escala si se mantiene una gran diferencia de temperatura en las uniones.

Demostración del efecto Seedback

El efecto Seebeck puede ayudarnos a calcular el campo electromotriz generado por un dispositivo. Esto se puede hacer utilizando el coeficiente de Seebeck. El coeficiente de Seebeck de un material es la medida de la magnitud del aumento del voltaje termoeléctrico en respuesta a las diferencias de temperatura en un material dado. Utilizando la fuerza electromotriz, también podemos calcular la densidad de corriente del material termoeléctrico. Las ecuaciones relevantes para esto son las siguientes:

Eemf= -S T T

J= σ (- V V+Eemf)

Aquí, J significa la densidad de corriente y σ significa la conductividad local del conductor.

¿Qué es el Efecto Peltier?

El Efecto Peltier lleva el nombre del físico francés Jean Charles Athanase Peltier, que descubrió este fenómeno en 1834. El Efecto Peltier es la presencia de calentamiento o enfriamiento en una unión electrificada de dos conductores diferentes. Cuando se hace que una corriente fluya a través de una unión entre dos conductores, se puede agregar o eliminar calor en la unión.

Demostración del efecto Peltier

El calor de Peltier generado en la unión por unidad de tiempo es donde ∏A y B B son los coeficientes de Peltier.

Q = (A A – B B)I

Aquí, A y B significan los dos extremos de los conductores, mientras que I es la corriente eléctrica. Los coeficientes de Peltier representan cuánto calor se transporta por unidad de carga. Dado que la carga debe ser continua a través de una unión, el flujo de calor asociado desarrollará una discontinuidad si ∏A y B B son diferentes.

El Efecto Peltier puede considerarse como la contraparte de acción inversa del Efecto Seebeck: si se cierra un circuito termoeléctrico simple, el Efecto Seebeck impulsará una corriente, que a su vez (por el efecto Peltier) siempre transferirá calor de la unión caliente a la unión fría.

Una bomba de calor Peltier típica implica múltiples uniones en serie, a través de las cuales se impulsa una corriente. Algunas de las uniones pierden calor debido al Efecto Peltier, mientras que otras ganan calor. Las bombas de calor termoeléctricas explotan este fenómeno, al igual que los dispositivos de refrigeración termoeléctricos que se encuentran en los refrigeradores.