Jabłko rozbiło myśli Newtona na temat powszechnego ciążenia. Kto zatem znalazł klucz do odblokowania świata termoelektryczności? Wejdźmy w historię rozwojuTECi świat termoelektryki.
Wśród tak wielu znanych postaci w krótkiej historii pola termoelektrycznego jest jedna osoba, której nie możemy uniknąć – Thomas John Seebeck. Więc co dokładnie zrobił, że my, termoelektrycy, go pamiętamy?
Thomas Johann Seebeck (niem. Thomas Johann Seebeck, 9 kwietnia 1770 - 10 grudnia 1831) urodził się w Tallinie w 1770 roku (wówczas część Prus Wschodnich, a obecnie stolica Estonii). Ojciec Seebecka był Niemcem szwedzkiego pochodzenia. Być może z tego powodu zachęcał syna do studiowania medycyny na Uniwersytecie w Berlinie i Uniwersytecie w Getyndze, gdzie kiedyś studiował. W 1802 roku Seebeck uzyskał dyplom lekarza. Ponieważ kierunek, który obrał, to fizyka w medycynie eksperymentalnej, a większość życia poświęcił edukacji i badaniom w dziedzinie fizyki, powszechnie uważany jest za fizyka.
W 1821 roku Seebeck połączył ze sobą dwa różne metalowe druty, tworząc obwód prądu elektrycznego. Połączył dwa przewody od końca do końca, tworząc węzeł. Nagle odkrył, że jeśli jeden z węzłów zostanie podgrzany do bardzo wysokiej temperatury, a drugi będzie utrzymywany w niskiej temperaturze, wokół obwodu pojawi się pole magnetyczne. Po prostu nie mógł uwierzyć, że podgrzanie złącza utworzonego przez dwa metale powoduje wygenerowanie prądu elektrycznego. Można to wytłumaczyć jedynie prądem termomagnetycznym lub zjawiskiem termomagnetycznym. Przez następne dwa lata (1822-1823) Seebeck raportował swoje ciągłe obserwacje Pruskiemu Towarzystwu Naukowemu, opisując to odkrycie jako „namagnesowanie metalu spowodowane różnicami temperatur”.
Seebeck rzeczywiście odkrył efekt termoelektryczny, ale podał błędne wyjaśnienie: przyczyną pola magnetycznego generowanego wokół drutu było to, że gradient temperatury magnesował metal w określonym kierunku, a nie powstawanie prądu elektrycznego. Towarzystwo naukowe uważa, że zjawisko to wynika z gradientu temperatury powodującego przepływ prądu elektrycznego, który z kolei generuje pole magnetyczne wokół drutu. Seebeck był bardzo zły na takie wyjaśnienie. Odparł, że oczy naukowców zostały zaślepione doświadczeniami Oersteda (pioniera elektromagnetyzmu), więc mogli to wytłumaczyć jedynie teorią, że „pola magnetyczne powstają przez prąd elektryczny” i nie przychodzili do głowy żadne inne wyjaśnienia. Jednak samemu Seebeckowi trudno było wyjaśnić fakt, że w przypadku odcięcia obwodu gradient temperatury nie generował pola magnetycznego wokół drutu. Dopiero w 1823 roku duński fizyk Oersted zauważył, że jest to zjawisko przemiany termoelektrycznej i dlatego nadano mu oficjalną nazwę. W ten sposób narodził się efekt Seebecka. Niniejsza rewizja odzwierciedla znaczenie weryfikacji opartej na współpracy w społeczności naukowej.
Po przeczytaniu tej historii oto kluczowy punkt!
P: Co to jest efekt Seebecka?
Odp.: Efekt Seebecka: Kiedy dwa różne przewodniki lub półprzewodniki tworzą obwód zamknięty, jeśli w obu punktach styku występuje różnica temperatur, w obwodzie zostanie wygenerowana siła elektromotoryczna (określana jako potencjał termoelektryczny), tworząc w ten sposób prąd. Jego kierunek zależy od kierunku gradientu temperatury, a elektrony gorącego końca zwykle migrują od ujemnego do dodatniego.
P: Jakie są scenariusze zastosowania efektu Seebecka?
Odp.: Scenariusze zastosowania efektu Seebecka: systemy wytwarzania energii dla sprzętu w przemyśle lotniczym, systemy wytwarzania energii w kominkach, systemy wytwarzania energii w piekarnikach itp.
