efectul Seebeck și efectul Peltier sunt cele două principii majore care guvernează funcționarea generatoarelor termoelectrice.

efectul Seebeck și efectul Peltier pot fi ambele clasificate sub termenul efect termoelectric. Orice efect termoelectric implică conversia diferențelor de temperatură în diferențe de tensiune. Efectele Seebeck și Peltier sunt manifestări diferite ale aceluiași proces fizic. În unele cazuri, acestea sunt legate și cunoscute sub numele de efectul Seebeck-Peltier. Motivul pentru care aceste două efecte sunt separate se datorează descoperirilor lor independente de către doi indivizi diferiți. Să analizăm mai întâi care este efectul Seebeck în detaliu.

ce este efectul Seebeck?

efectul Seebeck a fost descoperit de fizicianul german Baltic Thomas Johann Seebeck. Efectul Seebeck este un fenomen în care o diferență de temperatură între doi conductori electrici diferiți sau semiconductori produce o diferență de tensiune între aceste două substanțe.

când căldura este aplicată unuia dintre cei doi conductori sau semiconductori, electronii devin excitați din cauza căldurii. Deoarece doar una dintre cele două părți este încălzită, electronii încep să se deplaseze spre partea mai rece a celor doi conductori. Dacă ambii conductori sunt conectați sub forma unui circuit, un curent continuu curge prin circuit.

tensiunile produse de efectul Seebeck sunt mici. Gama de tensiune produsă este de obicei de ordinul câtorva microvolți (o milionime de volt) pe Kelvin de diferență de temperatură la joncțiune. Dacă diferența de temperatură este suficient de semnificativă, unele dispozitive pot continua să producă câteva milivolți (care este o mie de volți).

mai multe astfel de dispozitive pot fi conectate în paralel pentru a crește curentul maxim livrabil. S-a demonstrat că astfel de dispozitive oferă un nivel de energie electrică la scară mică dacă se menține o diferență mare de temperatură între joncțiuni.

demonstrarea efectului Seedback

efectul Seebeck ne poate ajuta să calculăm câmpul electromotor generat de un dispozitiv. Acest lucru se poate face folosind coeficientul Seebeck. Coeficientul Seebeck al unui material este măsura mărimii tensiunii termoelectrice crescute ca răspuns la diferențele de temperatură dintr-un material dat. Folosind forța electromotoare, putem calcula și densitatea curentă a materialului termoelectric. Ecuațiile relevante pentru acest lucru sunt după cum urmează:

Eemf= -S.T.

J=.

ce este efectul Peltier?

efectul Peltier a fost numit după fizicianul francez Jean Charles Athanase Peltier, care a descoperit acest fenomen în 1834. Efectul Peltier este prezența încălzirii sau răcirii la o joncțiune electrificată a doi conductori diferiți. Când un curent este făcut să curgă printr-o joncțiune între doi conductori, căldura poate fi adăugată sau îndepărtată la joncțiune.

demonstrarea efectului Peltier

căldura Peltier generată la joncțiune pe unitate de timp este locul în care coeficienții Peltier sunt cei de la a și B de la A la B.

Q=(A – B)I

aici, A și B semnifică cele două capete ale conductorilor, în timp ce I este curentul electric. Coeficienții Peltier reprezintă cantitatea de căldură transportată pe unitate de încărcare. Deoarece sarcina trebuie să fie continuă într-o joncțiune, fluxul de căldură asociat va dezvolta o discontinuitate dacă articolele a și B sunt diferite.

efectul Peltier poate fi considerat contrapartida acțiunii din spate a efectului Seebeck: dacă un circuit termoelectric simplu este închis, atunci efectul Seebeck va conduce un curent, care la rândul său (prin efectul Peltier) va transfera întotdeauna căldura de la joncțiunea fierbinte la joncțiunea rece.

o pompă de căldură tipică Peltier implică mai multe joncțiuni în serie, prin care este condus un curent. Unele dintre joncțiuni pierd căldură din cauza efectului Peltier, în timp ce altele câștigă căldură. Pompele de căldură termoelectrice exploatează acest fenomen, la fel ca și dispozitivele de răcire termoelectrice găsite în frigidere.