Efecto Seebeck
Cuando los dos conductores o semiconductores eléctricos diferentes se mantienen a diferentes temperaturas, el sistema da lugar a la creación de potencial eléctrico.
Esto fue descubierto por El físico alemán Thomas Seebeck (1770-1831). Seebeck descubrió esto observando la aguja de una brújula que se desviaba cuando se formaba un bucle cerrado entre esos dos metales diferentes o semiconductores. Seebeck inicialmente creyó que se debía al magnetismo inducido por las diferencias de temperatura y llamó al efecto como efecto termomagnético. Sin embargo, el físico danés Hans Christian Orsted se dio cuenta de que es un corriente eléctrica que se induce, que debido a la ley de Ampere desvía el imán.
Explicación del efecto Seebeck
Los electrones de valencia en la parte más caliente del metal son los únicos responsables de eso y la razón detrás de esto es la energía térmica. También debido a la energía cinética de estos electrones, estos electrones de valencia migran más rápidamente hacia el otro extremo (más frío) en comparación con los electrones de la parte fría que migran hacia la parte más caliente. El concepto detrás de su movimiento es
- En el lado caliente la distribución de Fermi es suave, es decir, la mayor concentración de electrones por encima de la energía de Fermi, pero en el lado frío la distribución de Fermi es aguda, es decir, tenemos menos electrones por encima de la energía de Fermi.
- Los electrones van donde la energía es menor, por lo que se moverán del extremo más caliente al más frío, lo que lleva a la energía de transporte y por lo tanto a equilibrar la temperatura eventualmente.
O en palabras simples podemos llegar a la conclusión de que los electrones en un extremo más caliente tienen un promedio de impulso alto en comparación con el más frío. Por lo tanto, llevarán energía con ellos (más en no.) en comparación con el otro.
Este movimiento resulta en una carga más negativa en la parte fría que en la parte caliente, lo que lleva a la generación de potencial eléctrico. Si este par está conectado a través de un circuito eléctrico. Resulta en la generación de un DC. Sin embargo, el voltaje producido es de pocos microvoltios (10-6) por la diferencia de temperatura Kelvin. Ahora todos somos conscientes del hecho de que el aumento de voltaje en serie y el aumento de corriente en paralelo. Así que teniendo en cuenta este hecho, si podemos conectar muchos de estos dispositivos para aumentar el voltaje (en caso de conexión en serie) o para aumentar la máxima corriente suministrada (en paralelo). Teniendo en cuenta sólo una cosa: que se requiere una gran diferencia de temperatura para este propósito. Sin embargo una cosa debe tener en cuenta que tenemos que mantener una temperatura constante, pero diferente y por lo tanto la distribución de la energía en ambos extremos será diferente y por lo tanto conduce al éxito del proceso mencionado.
Coeficiente de Seebeck
El voltaje producido entre los dos puntos de un director cuando una diferencia de temperatura constante de 1o Kelvin se mantiene entre ellos se denomina El coeficiente de Seebeck. Una de estas combinaciones de cobre constante, tiene un coeficiente de seebeck de 41 microvoltios por Kelvin a temperatura ambiente.
Efecto Spin Seebeck
Sin embargo, en el año 2008 se observó que cuando se aplica el calor a un metal magnetizado, su electrón se reacomoda de acuerdo con su espín. Este reordenamiento, sin embargo, no es responsable de la creación de calor. Este efecto es K/w como efecto Seebeck de espín. Este efecto se utiliza en el desarrollo de micro interruptores rápidos y eficientes.
Aplicaciones del efecto Seebeck
- Este El efecto Seebeck se utiliza comúnmente en los termopares para medir las diferencias de temperatura o para accionar los interruptores electrónicos que pueden encender o apagar el sistema. Las combinaciones metálicas de termopar comúnmente utilizadas incluyen constantán/cobre, constantán/hierro, constantán/cromel y constantán/aluminio.
- El efecto Seebeck se utiliza en los generadores termoeléctricos, que funcionan como una máquina de calor.
- Estos también se utilizan en algunos plantas de energía para convertir el calor residual en energía adicional.
- En automóviles como generadores termoeléctricos para aumentar la eficiencia del combustible.
