Efecto termoeléctrico

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Efecto termoeléctrico

Principios Efecto termoeléctrico Efecto Seebeck Efecto Peltier Efecto Thomson Coeficiente de Seebeck Efecto Ettingshausen Efecto Nernst
Aplicaciones Materiales termoeléctricos Par termoeléctrico Termopila Refrigeración termoeléctrica Generador termoeléctrico Generador termoeléctrico de radioisótopos Generador termoeléctrico automotriz
v t mi

El efecto termoeléctrico es la conversión directa de las diferencias de temperatura en voltaje eléctrico y viceversa a través de un termopar . ^[1] Un dispositivo termoeléctrico crea un voltaje cuando hay una temperatura diferente en cada lado. Por el contrario, cuando se le aplica un voltaje, el calor se transfiere de un lado al otro, creando una diferencia de temperatura. A escala atómica, un gradiente de temperatura aplicado hace que los portadores de carga en el material se difundan del lado caliente al lado frío.

Este efecto se puede utilizar para generar electricidad , medir la temperatura o cambiar la temperatura de los objetos. Debido a que la dirección de calentamiento y enfriamiento se ve afectada por el voltaje aplicado, los dispositivos termoeléctricos se pueden usar como controladores de temperatura.

El término "efecto termoeléctrico" abarca tres efectos identificados por separado: el efecto Seebeck , el efecto Peltier y el efecto Thomson . Los efectos Seebeck y Peltier son manifestaciones diferentes del mismo proceso físico; los libros de texto pueden referirse a este proceso como el efecto Peltier-Seebeck (la separación se deriva de los descubrimientos independientes del físico francés Jean Charles Athanase Peltier y el físico alemán báltico Thomas Johann Seebeck ). El efecto Thomson es una extensión del modelo Peltier-Seebeck y se le atribuye a Lord Kelvin .

El calentamiento Joule , el calor que se genera cada vez que pasa una corriente a través de un material conductor , generalmente no se denomina efecto termoeléctrico. Los efectos Peltier-Seebeck y Thomson son termodinámicamente reversibles , ^[2] mientras que el calentamiento Joule no lo es.

Efecto Seebeck [ editar ]

Efecto Seebeck en una termopila de hilos de hierro y cobre

Un circuito termoeléctrico compuesto por materiales de diferentes coeficientes de Seebeck ( semiconductores dopados p y dopados n), configurado como generador termoeléctrico . Si la resistencia de carga en la parte inferior se reemplaza con un voltímetro , el circuito funciona como un termopar sensor de temperatura .

El efecto Seebeck es la fuerza electromotriz (fem) que se desarrolla a través de dos puntos de un material conductor de electricidad cuando hay una diferencia de temperatura entre ellos. La fem se llama fem de Seebeck (o fem termo / térmica / termoeléctrica). La relación entre la fem y la diferencia de temperatura es el coeficiente de Seebeck. Un termopar mide la diferencia de potencial entre un extremo frío y uno caliente para dos materiales diferentes. Esta diferencia de potencial es proporcional a la diferencia de temperatura entre los extremos fríos y calientes. Descubierto por primera vez en 1794 por el científico italiano Alessandro Volta , ^[3]^{[nota 1]} lleva el nombre del físico alemán báltico Thomas Johann Seebeck, quien en 1821 lo redescubrió de forma independiente. ^[4] Se observó que la aguja de una brújula sería desviada por un lazo cerrado formado por dos metales diferentes unidos en dos lugares, con una diferencia de temperatura aplicada entre las juntas. Esto se debió a que los niveles de energía de los electrones cambiaron de manera diferente en los diferentes metales, creando una diferencia de potencial entre las uniones que a su vez creaban una corriente eléctrica a través de los cables y, por lo tanto, un campo magnético alrededor de los cables. Seebeck no reconoció que había una corriente eléctrica involucrada, por lo que llamó al fenómeno "efecto termomagnético". El físico danés Hans Christian Ørsted rectificó el descuido y acuñó el término "termoelectricidad". ^[5]

El efecto Seebeck es un ejemplo clásico de fuerza electromotriz (EMF) y conduce a corrientes o voltajes medibles de la misma manera que cualquier otro EMF. La densidad de corriente local está dada por

{\ Displaystyle \ mathbf {J} = \ sigma (- \ nabla V + \ mathbf {E} _ {\ text {emf}}),}

donde es el voltaje local , ^[6] y es la conductividad local . En general, el efecto Seebeck se describe localmente mediante la creación de un campo electromotor. ${\ Displaystyle V}$ ${\ Displaystyle \ sigma}$

{\ Displaystyle \ mathbf {E} _ {\ text {emf}} = - S \ nabla T,}

donde es el coeficiente de Seebeck (también conocido como termopotencia), una propiedad del material local, y es el gradiente de temperatura. ${\ Displaystyle S}$ ${\ Displaystyle \ nabla T}$

Los coeficientes de Seebeck generalmente varían en función de la temperatura y dependen en gran medida de la composición del conductor. Para materiales ordinarios a temperatura ambiente, el coeficiente de Seebeck puede variar en valor de −100 μV / K a +1,000 μV / K (consulte el artículo sobre el coeficiente de Seebeck para obtener más información).

Si el sistema alcanza un estado estacionario, donde , entonces el gradiente de voltaje se da simplemente por la fem: . Esta simple relación, que no depende de la conductividad, se utiliza en el termopar para medir una diferencia de temperatura; se puede encontrar una temperatura absoluta realizando la medición de voltaje a una temperatura de referencia conocida. Un metal de composición desconocida puede clasificarse por su efecto termoeléctrico si una sonda metálica de composición conocida se mantiene a una temperatura constante y se mantiene en contacto con la muestra desconocida que se calienta localmente a la temperatura de la sonda. Se utiliza comercialmente para identificar aleaciones metálicas. Los termopares en serie forman una termopila . Generadores termoeléctricos ${\ Displaystyle \ mathbf {J} = 0}$ ${\ Displaystyle \ nabla V = -S \ nabla T}$ se utilizan para generar energía a partir de diferenciales de calor.

Efecto Peltier [ editar ]

El circuito Seebeck configurado como enfriador termoeléctrico

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un circuito de un termopar, se genera calor en una unión y se absorbe en la otra unión. Esto se conoce como efecto Peltier. El efecto Peltier es la presencia de calentamiento o enfriamiento en una unión electrificada de dos conductores diferentes y lleva el nombre del físico francés Jean Charles Athanase Peltier , quien lo descubrió en 1834. ^[7] Cuando se hace que una corriente fluya a través de una unión entre dos conductores, A y B, se puede generar o eliminar calor en la unión. El calor Peltier generado en la unión por unidad de tiempo es

{\ Displaystyle {\ dot {Q}} = (\ Pi _ {\ text {A}} - \ Pi _ {\ text {B}}) I,}

donde y son los coeficientes de Peltier de los conductores A y B, y es la corriente eléctrica (de A a B). El calor total generado no está determinado por el efecto Peltier solo, ya que también puede verse influenciado por el calentamiento Joule y los efectos del gradiente térmico (ver más abajo). ${\ Displaystyle \ Pi _ {\ text {A}}}$ $\Pi _{\text{B}}$ $I$

Los coeficientes de Peltier representan la cantidad de calor que se transporta por unidad de carga. Dado que la corriente de carga debe ser continua a través de una unión, el flujo de calor asociado desarrollará una discontinuidad si y son diferentes. El efecto Peltier se puede considerar como la contraparte del efecto Seebeck (análogo al back-EMF en la inducción magnética): si un circuito termoeléctrico simple está cerrado, entonces el efecto Seebeck conducirá una corriente, que a su vez (por el efecto Peltier) siempre transferirá calor de la unión caliente a la fría. La estrecha relación entre los efectos Peltier y Seebeck se puede ver en la conexión directa entre sus coeficientes: (ver más abajo ). $\Pi _{\text{A}}$ $\Pi _{\text{B}}$ $\Pi =TS$

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 aprovechan este fenómeno, al igual que los dispositivos de refrigeración termoeléctricos que se encuentran en los refrigeradores.

Efecto Thomson [ editar ]

En diferentes materiales, el coeficiente de Seebeck no es constante en temperatura, por lo que un gradiente espacial de temperatura puede resultar en un gradiente en el coeficiente de Seebeck. Si se impulsa una corriente a través de este gradiente, se producirá una versión continua del efecto Peltier. Este efecto Thomson fue predicho y observado posteriormente en 1851 por Lord Kelvin (William Thomson). ^[8] Describe el calentamiento o enfriamiento de un conductor portador de corriente con un gradiente de temperatura.

Si se pasa una densidad de corriente a través de un conductor homogéneo, el efecto Thomson predice una tasa de producción de calor por unidad de volumen. $\mathbf {J}$

{\dot {q}}=-{\mathcal {K}}\mathbf {J} \cdot \nabla T,

donde es el gradiente de temperatura y es el coeficiente de Thomson. El coeficiente de Thomson está relacionado con el coeficiente de Seebeck como (ver más abajo ). Sin embargo, esta ecuación ignora el calentamiento Joule y la conductividad térmica ordinaria (consulte las ecuaciones completas a continuación). $\nabla T$ ${\mathcal {K}}$ ${\mathcal {K}}=T{\tfrac {dS}{dT}}$

Ecuaciones termoeléctricas completas [ editar ]

A menudo, más de uno de los efectos anteriores está involucrado en el funcionamiento de un dispositivo termoeléctrico real. El efecto Seebeck, el efecto Peltier y el efecto Thomson pueden reunirse de una manera coherente y rigurosa, como se describe aquí; esto también incluye los efectos del calentamiento Joule y la conducción de calor ordinaria. Como se indicó anteriormente, el efecto Seebeck genera una fuerza electromotriz, lo que lleva a la ecuación actual ^[9]

\mathbf {J} =\sigma (-{\boldsymbol {\nabla }}V-S\nabla T).

Para describir los efectos Peltier y Thomson, debemos considerar el flujo de energía. Si la temperatura y la carga cambian con el tiempo, la ecuación termoeléctrica completa para la acumulación de energía,, es ^[9] ${\dot {e}}$

{\dot {e}}=\nabla \cdot (\kappa \nabla T)-\nabla \cdot (V+\Pi )\mathbf {J} +{\dot {q}}_{\text{ext}},

donde está la conductividad térmica . El primer término es la ley de conducción de calor de Fourier y el segundo término muestra la energía transportada por las corrientes. El tercer término, es el calor agregado de una fuente externa (si corresponde). $\kappa$ ${\dot {q}}_{\text{ext}}$

Si el material ha alcanzado un estado estable, las distribuciones de carga y temperatura son estables, entonces y . Usando estos hechos y la segunda relación de Thomson (ver más abajo), la ecuación de calor se puede simplificar a ${\dot {e}}=0$ $\nabla \cdot \mathbf {J} =0$

-{\dot {q}}_{\text{ext}}=\nabla \cdot (\kappa \nabla T)+\mathbf {J} \cdot \left(\sigma ^{-1}\mathbf {J} \right)-T\mathbf {J} \cdot \nabla S.

El término medio es el calentamiento Joule, y el último término incluye los efectos Peltier ( en la unión) y Thomson ( en gradiente térmico). Combinado con la ecuación de Seebeck para , esto se puede utilizar para resolver los perfiles de temperatura y voltaje en estado estable en un sistema complicado. $\nabla S$ $\nabla S$ $\mathbf {J}$

Si el material no está en un estado estable, una descripción completa debe incluir efectos dinámicos tales como los relacionados con la capacitancia eléctrica , la inductancia y la capacidad calorífica .

Los efectos termoeléctricos se encuentran más allá del alcance de la termodinámica del equilibrio. Implican necesariamente flujos continuos de energía. Al menos, involucran tres cuerpos o subsistemas termodinámicos, dispuestos de una manera particular, junto con una disposición especial del entorno. Los tres cuerpos son los dos metales diferentes y su región de unión. La región de unión es un cuerpo no homogéneo, que se supone estable, que no sufre amalgama por difusión de materia. Los alrededores están dispuestos para mantener dos depósitos de temperatura y dos depósitos eléctricos. Para un equilibrio termodinámico imaginado, pero no realmente posible, el calorla transferencia desde el depósito caliente al depósito frío debería evitarse mediante una diferencia de voltaje específicamente coincidente mantenida por los depósitos eléctricos, y la corriente eléctrica debería ser cero. De hecho, para un estado estable, debe haber al menos alguna transferencia de calor o alguna corriente eléctrica distinta de cero. Los dos modos de transferencia de energía, como calor y por corriente eléctrica, se pueden distinguir cuando hay tres cuerpos distintos y una disposición distinta de los alrededores. Pero en el caso de variación continua en los medios, la transferencia de calor y el trabajo termodinámico no se pueden distinguir de manera única. Esto es más complicado que los procesos termodinámicos a menudo considerados, en los que solo dos subsistemas homogéneos respectivamente están conectados.

Relaciones de Thomson [ editar ]

En 1854, Lord Kelvin encontró relaciones entre los tres coeficientes, lo que implica que los efectos de Thomson, Peltier y Seebeck son manifestaciones diferentes de un efecto (caracterizado únicamente por el coeficiente de Seebeck). ^[10]

La primera relación de Thomson es ^[9]

{\mathcal {K}}\equiv {\frac {d\Pi }{dT}}-S,

donde es la temperatura absoluta, es el coeficiente de Thomson, es el coeficiente de Peltier y es el coeficiente de Seebeck. Esta relación se muestra fácilmente dado que el efecto Thomson es una versión continua del efecto Peltier. $T$ ${\mathcal {K}}$ $\Pi$ $S$

La segunda relación de Thomson es

\Pi =TS.

Esta relación expresa una conexión sutil y fundamental entre los efectos Peltier y Seebeck. No fue probado satisfactoriamente hasta el advenimiento de las relaciones de Onsager , y vale la pena señalar que esta segunda relación de Thomson solo está garantizada para un material simétrico de inversión de tiempo; si el material se coloca en un campo magnético o está ordenado magnéticamente ( ferromagnético , antiferromagnético , etc.), entonces la segunda relación de Thomson no toma la forma simple que se muestra aquí. ^[11]

Ahora, usando la segunda relación, la primera relación de Thomson se convierte en

{\mathcal {K}}=T{\tfrac {dS}{dT}}

El coeficiente de Thomson es único entre los tres principales coeficientes termoeléctricos porque es el único directamente medible para materiales individuales. Los coeficientes de Peltier y Seebeck solo se pueden determinar fácilmente para pares de materiales; por lo tanto, es difícil encontrar valores de coeficientes absolutos de Seebeck o Peltier para un material individual.

Si el coeficiente de Thomson de un material se mide en un amplio rango de temperatura, se puede integrar utilizando las relaciones de Thomson para determinar los valores absolutos de los coeficientes de Peltier y Seebeck. Esto debe hacerse solo para un material, ya que los otros valores se pueden determinar midiendo los coeficientes de Seebeck por pares en termopares que contienen el material de referencia y luego volviendo a agregar el coeficiente de Seebeck absoluto del material de referencia. Para obtener más detalles sobre la determinación del coeficiente de Seebeck absoluto, consulte Coeficiente de Seebeck .

Aplicaciones [ editar ]

Generadores termoeléctricos [ editar ]

El efecto Seebeck se utiliza en generadores termoeléctricos, que funcionan como motores térmicos , pero son menos voluminosos, no tienen partes móviles y suelen ser más caros y menos eficientes. Tienen un uso en plantas de energía para convertir el calor residual en energía eléctrica adicional (una forma de reciclaje de energía ) y en automóviles como generadores termoeléctricos (ATG) para aumentar la eficiencia del combustible . Las sondas espaciales a menudo usan generadores termoeléctricos de radioisótopos con el mismo mecanismo pero usando radioisótopos para generar la diferencia de calor requerida. Los usos recientes incluyen ventiladores de estufa, ^[12] iluminación alimentada por calor corporal ^[13]y un reloj inteligente que funciona con calor corporal. ^[14]

Efecto Peltier [ editar ]

El efecto Peltier se puede utilizar para crear un frigorífico compacto y sin líquido circulante ni partes móviles. Tales refrigeradores son útiles en aplicaciones donde sus ventajas superan la desventaja de su muy baja eficiencia. El efecto Peltier también es utilizado por muchos termocicladores , dispositivos de laboratorio utilizados para amplificar el ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La PCR requiere el calentamiento y enfriamiento cíclicos de las muestras a temperaturas específicas. La inclusión de muchos termopares en un espacio reducido permite amplificar muchas muestras en paralelo.

Medición de temperatura [ editar ]

Los termopares y termopilas son dispositivos que utilizan el efecto Seebeck para medir la diferencia de temperatura entre dos objetos. Los termopares se utilizan a menudo para medir altas temperaturas, manteniendo constante la temperatura de una unión o midiéndola de forma independiente ( compensación de unión fría ). Las termopilas utilizan muchos termopares conectados eléctricamente en serie, para mediciones sensibles de diferencias de temperatura muy pequeñas.

Deshumidíferos.

Los deshumidificadores Peltier funcionan aspirando aire húmedo sobre el frente de un disipador de calor frío. A medida que el aire pasa sobre la superficie fría, se condensa. El agua liberada del aire condensado luego gotea hacia el tanque de agua y el aire seco se libera nuevamente en la habitación.

Ver también [ editar ]

Efecto Nernst : un fenómeno termoeléctrico cuando una muestra permite la conducción eléctrica en un campo magnético y un gradiente de temperatura normal (perpendicular) entre sí.
Efecto Ettingshausen : fenómeno termoeléctrico que afecta a la corriente en un conductor en un campo magnético
Piroelectricidad : la creación de una polarización eléctrica en un cristal después de calentar / enfriar, un efecto distinto de la termoelectricidad.
Célula termogalvánica : la producción de energía eléctrica a partir de una célula galvánica con electrodos a diferentes temperaturas.

Referencias [ editar ]

^ "El efecto Peltier y el enfriamiento termoeléctrico" . ffden-2.phys.uaf.edu .
^ A medida que la "figura del mérito" se acerca al infinito, el efecto Peltier-Seebeck puede impulsar una máquina térmica o un refrigerador cada vez más cerca de la eficiencia de Carnot . Disalvo, FJ (1999). "Enfriamiento termoeléctrico y generación de energía". Ciencia . 285 (5428): 703–6. doi : 10.1126 / science.285.5428.703 . PMID 10426986 . Cualquier dispositivo que funcione con la eficiencia de Carnot es termodinámicamente reversible, una consecuencia de la termodinámica clásica .
^ Goupil, Christophe; Ouerdane, Henni; Zabrocki, Knud; Seifert, Wolfgang; Hinsche, Nicki F .; Müller, Eckhard (2016). "Termodinámica y termoelectricidad" . En Goupil, Christophe (ed.). Teoría del continuo y modelado de elementos termoeléctricos . Nueva York, Nueva York, Estados Unidos: Wiley-VCH. págs. 2-3. ISBN 9783527413379.
^ Seebeck (1822). "Magnetische Polarization der Metalle und Erze durch Temperature-Differenz" [Polarización magnética de metales y minerales por diferencias de temperatura]. Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (en alemán): 265–373.
^
Ver:
- Œrsted (1823). "Nouvelles expériences de M. Seebeck sur les actions électro-magnetiques" [Nuevos experimentos del Sr. Seebeck sobre acciones electromagnéticas]. Annales de chimie . 2ª serie (en francés). 22 : 199-201.De las págs. 199-200: "Il faudra sans doute désormais distinguer cette nouvelle classes de circuits électriques par une dénomination significative; et comme telle je proponen la expresión de circuitos thermo-électriques ou peut-être thermélectriques ..." (Es indudable que es necesario distinguir en adelante esta nueva clase de circuitos eléctricos por un nombre indicativo; y como tal propongo la expresión "circuitos termoeléctricos" o quizás "circuitos termoeléctricos" ...)
- Oersted (1823). "Notiz von neuen electrisch-magnetischen Versuchen des Herrn Seebeck en Berlín" [Aviso de nuevos experimentos electromagnéticos del Sr. Seebeck en Berlín]. Annalen der Physik (en alemán). 73 (4): 430–432. Código bibliográfico : 1823AnP .... 73..430O . doi : 10.1002 / yp.18230730410 .
^ El voltaje en este caso no se refiere al potencial eléctrico sino al voltaje del "voltímetro", dondeestá el nivel de Fermi . $V=-\mu /e$ $\mu$
^ Peltier (1834). "Nouvelles expériences sur la caloricité des courants électrique" [Nuevos experimentos sobre los efectos térmicos de las corrientes eléctricas]. Annales de Chimie et de Physique (en francés). 56 : 371–386.
^ Thomson, William (1851). "Sobre una teoría mecánica de las corrientes termoeléctricas" . Actas de la Royal Society of Edinburgh . 3 (42): 91–98. doi : 10.1017 / S0370164600027310 .
^ a b c "A.11 Efectos termoeléctricos" . Eng.fsu.edu. 2002-02-01 . Consultado el 22 de abril de 2013 .
^ Thomson, William (1854). "Sobre la teoría dinámica del calor. Parte V. Corrientes termoeléctricas" . Transacciones de la Royal Society de Edimburgo . 21 : 123-171. doi : 10.1017 / S0080456800032014 .
↑ Hay una segunda relación de Thomson generalizada que relaciona los coeficientes anisotrópicos de Peltier y Seebeck con el campo magnético inverso y el orden magnético. Véase, por ejemplo, Rowe, DM, ed. (2010). Manual de termoeléctricos: macro a nano . Prensa CRC . ISBN 9781420038903.
^ "Módulo TEG y efecto Seebeck" . StoveFanReviews.com .
^ Goodner, Stanley (16 de octubre de 2015). "Alimentada por el calor corporal, la linterna Lumen nunca necesita pilas" . Gizmag .
^ Signe Brewster (16 de noviembre de 2016). "El calor corporal impulsa este reloj inteligente; Matrix PowerWatch es un competidor de FitBit que aprovecha la diferencia de temperatura entre la piel y el aire para obtener energía" . Revisión de tecnología del MIT . Consultado el 7 de octubre de 2019 .

Notas [ editar ]

↑
En 1794, Volta descubrió que si existía una diferencia de temperatura entre los extremos de una barra de hierro, podría provocar espasmos en la pata de una rana. Su aparato consistía en dos vasos de agua. Sumergido en cada vaso había un cable que estaba conectado a una u otra pata trasera de una rana. Se dobló una barra de hierro en forma de arco y se calentó un extremo en agua hirviendo. Cuando los extremos del arco de hierro se sumergieron en los dos vasos, una corriente termoeléctrica pasó a través de las ancas de la rana y las hizo temblar. Ver:
- Volta, Alessandro (1794). "Nuova memoria sull'elettricità animale del Sig. Don Alessandro Volta ... in alcune lettere al Sig. Ab. Anton Maria Vassalli ..." [Nueva memoria sobre la electricidad animal de Don Alessandro Volta ... en algunas cartas al abad Antonio Maria Vassalli ...]. Annali di Chimica e Storia Naturale (Anales de química e historia natural) (en italiano). 5 : 132-144. ; ver p. 139.
- Reimpreso en: Volta, Alessandro (1816) Collezione dell'Opere del Cavaliere Conte Alessandro Volta … [Colección de las obras del Conde Alessandro Volta…]. (en italiano) Florencia (Firenze), (Italia): Guglielmo Piatti. vol. 2, parte 1. "Nuova memoria sull'elettricità animale, divisa in tre lettere, dirette al Signor Abate Anton Maria Vassalli… Lettera Prima" (Nueva memoria sobre la electricidad animal, dividida en tres cartas, dirigida al abad Antonio Maria Vassalli… Primera carta ), págs. 197-206; ver p. 202.
De (Volta, 1794), p. 139: "... tuffava nell'acqua bollente un capo di tal arco per qualche mezzo minuto, ... inetto de tutto ad eccitare le convulsioni dell'animale". (… Sumergí en agua hirviendo un extremo de tal arco [de varilla de hierro] durante aproximadamente medio minuto, luego lo saqué y sin darle tiempo para que se enfriara, reanudé el experimento con los dos vasos de agua fría; y [ fue] en este punto que la rana en el baño convulsionó; y esto [sucedió] incluso dos, tres, cuatro veces, [al] repetir el experimento; hasta que, [habiendo] enfriado - por tales inmersiones [que eran] más o menos largo y repetido, o por una exposición más prolongada al aire - el extremo de la barra de hierro que había sido sumergida antes en el agua caliente, este arco volvió [a ser] completamente incapaz de excitar las convulsiones del animal).

Lectura adicional [ editar ]

Rowe, DM, ed. (2006). Manual de termoeléctricos: macro a nano . Taylor y Francis . ISBN 0-8493-2264-2.
PM Jack (2003). " El espacio físico como una estructura de cuaternión I: ecuaciones de Maxwell. Una breve nota. ". Toronto, Canadá arXiv : math-ph / 0307038v1
Besanzón, Robert M. (1985). La Enciclopedia de Física (Tercera ed.). Van Nostrand Reinhold Company. ISBN 0-442-25778-3.
Ioffe, AF (1957). Termoelementos Semiconductores y Refrigeración Termoeléctrica . Infosearch Limited. ISBN 0-85086-039-3.
Thomson, William (1851). "Sobre una teoría mecánica de las corrientes termoeléctricas". Proc.Roy.Soc.Edinburgh : 91–98.

Enlaces externos [ editar ]

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la termoelectricidad .

Sociedad termoeléctrica internacional
General
Un artículo de noticias sobre los aumentos en la eficiencia de los diodos térmicos.

[1] "El efecto Peltier y el enfriamiento termoeléctrico" . ffden-2.phys.uaf.edu .

[2] A medida que la "figura del mérito" se acerca al infinito, el efecto Peltier-Seebeck puede impulsar una máquina térmica o un refrigerador cada vez más cerca de la eficiencia de Carnot . Disalvo, FJ (1999). "Enfriamiento termoeléctrico y generación de energía". Ciencia . 285 (5428): 703–6. doi : 10.1126 / science.285.5428.703 . PMID 10426986 . Cualquier dispositivo que funcione con la eficiencia de Carnot es termodinámicamente reversible, una consecuencia de la termodinámica clásica .

[3] Goupil, Christophe; Ouerdane, Henni; Zabrocki, Knud; Seifert, Wolfgang; Hinsche, Nicki F .; Müller, Eckhard (2016). "Termodinámica y termoelectricidad" . En Goupil, Christophe (ed.). Teoría del continuo y modelado de elementos termoeléctricos . Nueva York, Nueva York, Estados Unidos: Wiley-VCH. págs. 2-3. ISBN 9783527413379.

[5] Seebeck (1822). "Magnetische Polarization der Metalle und Erze durch Temperature-Differenz" [Polarización magnética de metales y minerales por diferencias de temperatura]. Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (en alemán): 265–373.

[6] Ver:
Œrsted (1823). "Nouvelles expériences de M. Seebeck sur les actions électro-magnetiques" [Nuevos experimentos del Sr. Seebeck sobre acciones electromagnéticas]. Annales de chimie . 2ª serie (en francés). 22 : 199-201.De las págs. 199-200: "Il faudra sans doute désormais distinguer cette nouvelle classes de circuits électriques par une dénomination significative; et comme telle je proponen la expresión de circuitos thermo-électriques ou peut-être thermélectriques ..." (Es indudable que es necesario distinguir en adelante esta nueva clase de circuitos eléctricos por un nombre indicativo; y como tal propongo la expresión "circuitos termoeléctricos" o quizás "circuitos termoeléctricos" ...)
Oersted (1823). "Notiz von neuen electrisch-magnetischen Versuchen des Herrn Seebeck en Berlín" [Aviso de nuevos experimentos electromagnéticos del Sr. Seebeck en Berlín]. Annalen der Physik (en alemán). 73 (4): 430–432. Código bibliográfico : 1823AnP .... 73..430O . doi : 10.1002 / yp.18230730410 .

[6] Œrsted (1823). "Nouvelles expériences de M. Seebeck sur les actions électro-magnetiques" [Nuevos experimentos del Sr. Seebeck sobre acciones electromagnéticas]. Annales de chimie . 2ª serie (en francés). 22 : 199-201.De las págs. 199-200: "Il faudra sans doute désormais distinguer cette nouvelle classes de circuits électriques par une dénomination significative; et comme telle je proponen la expresión de circuitos thermo-électriques ou peut-être thermélectriques ..." (Es indudable que es necesario distinguir en adelante esta nueva clase de circuitos eléctricos por un nombre indicativo; y como tal propongo la expresión "circuitos termoeléctricos" o quizás "circuitos termoeléctricos" ...)

[7] Oersted (1823). "Notiz von neuen electrisch-magnetischen Versuchen des Herrn Seebeck en Berlín" [Aviso de nuevos experimentos electromagnéticos del Sr. Seebeck en Berlín]. Annalen der Physik (en alemán). 73 (4): 430–432. Código bibliográfico : 1823AnP .... 73..430O . doi : 10.1002 / yp.18230730410 .

[7] El voltaje en este caso no se refiere al potencial eléctrico sino al voltaje del "voltímetro", dondeestá el nivel de Fermi . $V=-\mu /e$ $\mu$

[8] Peltier (1834). "Nouvelles expériences sur la caloricité des courants électrique" [Nuevos experimentos sobre los efectos térmicos de las corrientes eléctricas]. Annales de Chimie et de Physique (en francés). 56 : 371–386.

[9] Thomson, William (1851). "Sobre una teoría mecánica de las corrientes termoeléctricas" . Actas de la Royal Society of Edinburgh . 3 (42): 91–98. doi : 10.1017 / S0370164600027310 .

[fsu-10] "A.11 Efectos termoeléctricos" . Eng.fsu.edu. 2002-02-01 . Consultado el 22 de abril de 2013 .

[11] Thomson, William (1854). "Sobre la teoría dinámica del calor. Parte V. Corrientes termoeléctricas" . Transacciones de la Royal Society de Edimburgo . 21 : 123-171. doi : 10.1017 / S0080456800032014 .

[12] Hay una segunda relación de Thomson generalizada que relaciona los coeficientes anisotrópicos de Peltier y Seebeck con el campo magnético inverso y el orden magnético. Véase, por ejemplo, Rowe, DM, ed. (2010). Manual de termoeléctricos: macro a nano . Prensa CRC . ISBN 9781420038903.

[13] "Módulo TEG y efecto Seebeck" . StoveFanReviews.com .

[14] Goodner, Stanley (16 de octubre de 2015). "Alimentada por el calor corporal, la linterna Lumen nunca necesita pilas" . Gizmag .

[15] Signe Brewster (16 de noviembre de 2016). "El calor corporal impulsa este reloj inteligente; Matrix PowerWatch es un competidor de FitBit que aprovecha la diferencia de temperatura entre la piel y el aire para obtener energía" . Revisión de tecnología del MIT . Consultado el 7 de octubre de 2019 .

[4] En 1794, Volta descubrió que si existía una diferencia de temperatura entre los extremos de una barra de hierro, podría provocar espasmos en la pata de una rana. Su aparato consistía en dos vasos de agua. Sumergido en cada vaso había un cable que estaba conectado a una u otra pata trasera de una rana. Se dobló una barra de hierro en forma de arco y se calentó un extremo en agua hirviendo. Cuando los extremos del arco de hierro se sumergieron en los dos vasos, una corriente termoeléctrica pasó a través de las ancas de la rana y las hizo temblar. Ver:
Volta, Alessandro (1794). "Nuova memoria sull'elettricità animale del Sig. Don Alessandro Volta ... in alcune lettere al Sig. Ab. Anton Maria Vassalli ..." [Nueva memoria sobre la electricidad animal de Don Alessandro Volta ... en algunas cartas al abad Antonio Maria Vassalli ...]. Annali di Chimica e Storia Naturale (Anales de química e historia natural) (en italiano). 5 : 132-144. ; ver p. 139.
Reimpreso en: Volta, Alessandro (1816) Collezione dell'Opere del Cavaliere Conte Alessandro Volta … [Colección de las obras del Conde Alessandro Volta…]. (en italiano) Florencia (Firenze), (Italia): Guglielmo Piatti. vol. 2, parte 1. "Nuova memoria sull'elettricità animale, divisa in tre lettere, dirette al Signor Abate Anton Maria Vassalli… Lettera Prima" (Nueva memoria sobre la electricidad animal, dividida en tres cartas, dirigida al abad Antonio Maria Vassalli… Primera carta ), págs. 197-206; ver p. 202.
De (Volta, 1794), p. 139: "... tuffava nell'acqua bollente un capo di tal arco per qualche mezzo minuto, ... inetto de tutto ad eccitare le convulsioni dell'animale". (… Sumergí en agua hirviendo un extremo de tal arco [de varilla de hierro] durante aproximadamente medio minuto, luego lo saqué y sin darle tiempo para que se enfriara, reanudé el experimento con los dos vasos de agua fría; y [ fue] en este punto que la rana en el baño convulsionó; y esto [sucedió] incluso dos, tres, cuatro veces, [al] repetir el experimento; hasta que, [habiendo] enfriado - por tales inmersiones [que eran] más o menos largo y repetido, o por una exposición más prolongada al aire - el extremo de la barra de hierro que había sido sumergida antes en el agua caliente, este arco volvió [a ser] completamente incapaz de excitar las convulsiones del animal).

[18] Volta, Alessandro (1794). "Nuova memoria sull'elettricità animale del Sig. Don Alessandro Volta ... in alcune lettere al Sig. Ab. Anton Maria Vassalli ..." [Nueva memoria sobre la electricidad animal de Don Alessandro Volta ... en algunas cartas al abad Antonio Maria Vassalli ...]. Annali di Chimica e Storia Naturale (Anales de química e historia natural) (en italiano). 5 : 132-144. ; ver p. 139.

[19] Reimpreso en: Volta, Alessandro (1816) Collezione dell'Opere del Cavaliere Conte Alessandro Volta … [Colección de las obras del Conde Alessandro Volta…]. (en italiano) Florencia (Firenze), (Italia): Guglielmo Piatti. vol. 2, parte 1. "Nuova memoria sull'elettricità animale, divisa in tre lettere, dirette al Signor Abate Anton Maria Vassalli… Lettera Prima" (Nueva memoria sobre la electricidad animal, dividida en tres cartas, dirigida al abad Antonio Maria Vassalli… Primera carta ), págs. 197-206; ver p. 202.

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