Termoelektrický jev
Termoelektrický jev je přímá přeměna teplotních rozdílů na elektrické napětí a naopak prostřednictvím termočlánku. Termoelektrické zařízení vytváří napětí, když je na každé straně jiná teplota. Naopak, když je na něj přivedeno napětí, je teplo přenášeno z jedné strany na druhou, čímž vzniká teplotní rozdíl.
Na atomové úrovni způsobuje aplikovaný teplotní gradient difuzi nosičů náboje v materiálu z horké strany na studenou stranu. Tento efekt lze využít k výrobě elektřiny, měření teploty nebo změně teploty objektů. Protože směr ohřevu a chlazení je ovlivněn přivedeným napětím, lze termoelektrická zařízení použít jako regulátory teploty.
Termín „termoelektrický jev“ zahrnuje tři samostatně identifikované efekty: Seebeckův jev, Peltierův jev a Thomsonův jev. Seebeckův a Peltierův jev jsou různé projevy stejného fyzikálního procesu; učebnice mohou tento proces označovat jako Peltierův-Seebeckův jev (rozdělení vyplývá z nezávislých objevů francouzského fyzika Jeana Charlese Athanase Peltiera a baltského německého fyzika Thomase Johanna Seebecka). Thomsonův jev je rozšířením modelu Peltier-Seebeck a je připisován lordu Kelvinovi.
Joulovo teplo, teplo, které vzniká vždy, když prochází vodičem proud, se obecně nenazývá termoelektrický jev. Peltierův-Seebeckův a Thomsonův jev jsou termodynamicky reverzibilní, zatímco Joulovo teplo nikoli.
Seebeckův jev
Seebeckův jev je vznik elektrického napětí mezi dvěma vodiči různých materiálů, které jsou na svých koncích spojeny a vystaveny teplotnímu gradientu. Napětí je přímo úměrné teplotnímu gradientu a závisí na materiálech vodičů.
Peltierův jev
Peltierův jev je vznik teplotního rozdílu mezi dvěma vodiči různých materiálů, které jsou na svých koncích spojeny a protéká jimi elektrický proud. Teplotní rozdíl je přímo úměrný proudu a závisí na materiálech vodičů.
Thomsonův jev
Thomsonův jev je vznik tepla nebo chladu v homogenním vodiči, kterým protéká elektrický proud a je vystaven teplotnímu gradientu. Tepelný tok je přímo úměrný proudu a teplotnímu gradientu a závisí na materiálu vodiče.
Aplikace termoelektrického jevu
Termoelektrický jev má řadu aplikací, včetně:
Termočlánky: Termočlánky jsou zařízení, která využívají Seebeckův jev k měření teploty.
Termopily: Termopily jsou zařízení, která využívají Peltierův jev k vytvoření teplotního rozdílu mezi dvěma povrchy.
Termoelektrické chlazení: Termoelektrické chlazení využívá Peltierův jev k chlazení objektů.
Termoelektrický generátor: Termoelektrický generátor využívá Seebeckův jev k výrobě elektřiny z teplotního rozdílu.
Radioizotopový termoelektrický generátor: Radioizotopový termoelektrický generátor využívá radioaktivní rozpad k vytvoření teplotního rozdílu, který se používá k výrobě elektřiny.
Automobilový termoelektrický generátor: Automobilový termoelektrický generátor využívá teplo z výfukového potrubí k výrobě elektřiny.