termoelektricitet

Termoelektricitet, en række beslægtede fænomener, der involverer en sammenhæng mellem elektriske strømme og temperaturforskelle. Den tyske fysiker Thomas Johann Seebeck (1770-1831) påviste i 1821, at der opstår en elektrisk strøm i et kredsløb bestående af to forskellige elektriske ledere, hvis de to loddesteder, der forbinder lederne, holdes på forskellig temperatur (Seebeck-effekt eller termoelektrisk effekt). Der skabes herved en elektromotorisk kraft, der er proportional med temperaturforskellen og desuden afhænger af, hvilke to metaller der udgør det elektriske kredsløb. Den omvendte effekt blev opdaget i 1834 af den franske fysiker Jean Charles Athanase Peltier (1785-1845), som fandt, at der opstod en temperaturforskel mellem de to loddesteder, når en elektrisk strøm sendes igennem kredsløbet (Peltier-effekt). Begge disse termoelektriske fænomener påvirkes af et ydre magnetfelt, som det er tilfældet for metallers elektriske ledningsevne (se Hall-effekt).

Thomson-effekten , der blev forudsagt af Lord Kelvin (William Thomson), er en termoelektrisk effekt, der forekommer i forbindelse med temperaturforskelle i et ledende materiale. Når der går en strøm gennem materialet, modtages eller afgives en varmemængde, der er proportional med den elektriske strømtæthed og temperaturgradienten.

Forekomsten af termoelektricitet i metaller og halvledere er en konsekvens af, at ladningsbærernes bevægelse påvirkes af både elektriske felter og temperaturgradienter. Den elektriske strømtæthed består af to led, ét, der er proportionalt med den elektriske feltstyrke, og ét, der er proportionalt med temperaturgradienten. Det samme gælder den varmestrøm, der er forårsaget af ladningsbærernes bevægelse. De heraf afledte transportkoefficienter er ikke indbyrdes uafhængige, men forbundne ved Onsager-relationer.

Termoelektriske effekter udnyttes i mange praktiske sammenhænge, bl.a. til temperaturmåling og frembringelse af elektriske strømme.