thumb|jobbra|200px|Áramköri elrendezés, amiben Seebeck felfedezte a később róla elnevezett hatást. Az A és B különböző fémek, a T1 és T2 pontok különböző hőmérsékletűek. A V-vel jelölt feszültségmérő műszer a keletkező feszültséget méri
A Seebeck-effektus egy termoelektromos jelenség: ha két különböző fémet két helyen összekapcsolnak, és a kapcsolódási pontok különböző hőmérsékletűek, akkor a kapcsolódási pontok között elektromos feszültség keletkezik.
Hasonló jelenségek Több hasonló jelenség létezik, a Seebeck-effektus megfordítása a Peltier-hatás, amiben különböző fémeket összekapcsolnak, feszültséget adnak rájuk és a kapcsolódási pontok eltérő hőmérsékletet vesznek fel. Ez a hatás mozgó alkatrész nélküli hűtésre használható.
A Seebeck-effektus-hoz hasonló a Thomson-hatás.
A Seebeck-effektus nagyságrendje mikrovolt / kelvin. Például a réz- konstantán (45% Ni + 55% Cu) páros együtthatója 41 mikrovolt / kelvin szobahőmérsékleten.http://www.bnl.gov/magnets/staff/gupta/cryogenic-data-handbook/Section13.pdf
Története 1821-ben Thomas Johann Seebeck német fizikus észrevette, hogy ha két különböző fém érintkezési (vagy forrasztási, hegesztési) helyei, az úgynevezett melegpont, valamint a szabad végek (hidegpont) különböző hőmérsékletűek, akkor a melegponton elektromotoros erő támad. Az így fellépő elektromotoros erő nagysága függ a két fém anyagától, valamint a melegpont és hidegpont közötti hőmérséklet-különbségtől.
Ha a hidegpontokra valamilyen terhelést, például kijelzőműszert kötnek, akkor a már zárt körben elektromos áram folyik. A hőmérséklet-különbséggel az áram nagysága közel arányosan növekszik a két fémre jellemző összefüggés szerint. Az áram iránya megváltozik, ha a melegpontot hűtik. A keletkező elektromotoros erő csak nyitott kapcsoknál valós értékű. A terhelés függvényében az átfolyó áram a belső ellenállásán átfolyva, azon feszültségesést okoz, így a hidegponton megjelenő feszültség ennyivel kisebb értékű lesz. Célszerű a méréshez nagy belső ellenállású műszert választani, ami a mérendő kört kevésbé terheli.
Összefüggések A keletkező V feszültség kifejezhető mint:
ahol
SA és SB a két anyag termikus együtthatója
T1 és T2 a kapcsolódási pontok hőmérséklete
A Seebeck-effektus nemlineáris a hőmérséklet függvényében. Függ az elektromos vezetők abszolút hőmérsékletétől, anyagától és molekuláris felépítésétől. Ha a Seebeck-együtthatók konstansnak tekinthetők a vizsgált hőmérsékleti tartományban, akkor a képlet az alábbi alakban közelíthető:
Felhasználása Az úgynevezett hőelektromos feszültségi sor tiszta fémek esetén a következő - Bi, Ni, Hg, Pt, Au, Cu, Sn, Pb, Ag, Fe, Sb. A fellépő elektromotoros erő annál nagyobb, mennél messzebb vannak a fölhasznált fémek egymástól a sorozatban. Bár a fellépő elektromotoros erő nagysága nem függ a két fém geometriai méreteitől, a belső ellenállása viszont igen, ezért az így készülő hőelemeket különböző átmérőjű anyagokból gyártják. A melegpont melegítésekor az az ág lesz pozitív a másikhoz képest, amelyik a sorban hátrább helyezkedik el. Két különböző fémből készült pálca, mely egy-egy végével egymáshoz van forrasztva, hőelektromos elemet vagy termoelemet alkot; több ilyen elemnek különnemű végeit összeforrasztva, vagy hegesztve hőelektromos cellát kapunk. A pálcákat a forrasztási helyeken kívül szigetelő anyag választja el.
A Seebeck-effektus például hőmérséklet-különbség mérésére használható, ha a csatlakozási pontok egyikének hőmérséklete ismert és a másik csatlakozási pont hőmérséklete meghatározandó.
Ismeretlen fémötvözet összetétele behatárolható a termoelektromos hatása alapján, ha több ötvözettel össze lehet a méréseket hasonlítani. Ezt a fémiparban a gyakorlatban is alkalmazzák.
Elektromos energia termelésére termoelektromos generátor hozható létre vele, amit elsősorban az űripar használ olyan helyeken, ahol kevés lenne a napelem által előállítható energia. Olyan földrajzi ponton is hasznosítható, ami hideg környezetben van, távol van az elektromos hálózattól, és kevés napfény éri.
Kapcsolódó szócikkek Radioizotópos termoelektromos generátor Elektromos hőmérsékletmérés
Jegyzetek
Források Glenn D. Considine (főszerk.): Van Nostrand's Scientific Encyclopedia, 2008, John Wiley & Sons, Inc., , p. 4705.
Kategória:Villamosságtan
ar:تأثير سيبك bg:Термоелектрически ефект ca:Efecte termoelèctric cs:Termoelektrický jev de:Thermoelektrischer Effekt es:Efecto termoeléctrico fi:Lämpösähköinen ilmiö fr:Thermoélectricité hi:तापविद्युत प्रभाव io:Termoelektro ja:熱電効果 ko:열전 효과 ne:तापविद्युत प्रभाव nl:Thermo-elektrisch effect pl:Zjawisko termoelektryczne pt:Efeito termoelétrico ru:Термоэлектрические явления sl:Termoelektrični pojav uk:Термоелектричні явища vi:Hiệu ứng nhiệt điện zh:熱電效應