Calimero0000: uma edição

2013-05-02T23:52:40Z

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[[Imagem:Seebeck effect circuit 2.svg|thumb|right|200px|Efeito Peltier-Seebeck]]
O '''efeito Seebeck''' é a produção de uma [[diferença de potencial]] (tensão elétrica) entre duas junções de [[condutor]]es (ou [[semicondutor]]es) de materiais diferentes quando elas estão a diferentes [[temperatura]]s ([[força eletromotriz térmica]]).

É o reverso do [[efeito Peltier]] que é a produção de um ''gradiente de temperatura'' em duas junções de dois condutores (ou semicondutores) de materiais diferentes quando submetidos a uma ''diferença de potencial'' (tensão elétrica) em um circuito fechado (consequentemente, percorrido por uma corrente elétrica).

Estes dois efeitos podem ser também considerados como um só e denominado de ''efeito Peltier-Seebeck'' ou ''efeito termelétrico''.

O efeito Seebeck é devido a dois fenômenos: [[difusão]] de [[portadores de carga]] e arrastamento [[fônon]].

==Histórico==
O ''efeito Seebeck'' foi observado pela primeira vez em [[1821]] quando o físico [[Thomas Johann Seebeck]] estudava fenômenos termoelétricos.

== Princípios Físicos ==

O princípio termoelétrico dos termopares deriva de uma propriedade física dos [[metais|condutores metálicos]] submetidos a um gradiente térmico em suas extremidades: a extremidade mais quente faz com que os elétrons dessa região tenham maior [[energia cinética]] e se acumulem no lado mais frio, gerando uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades do condutor na ordem de alguns milivolts ([[mV]]).

[[Imagem:PrincipioTermoeletrico1.gif|center|380px|Princípio Físico de um Condutor Metálico Submetido a um Gradiente de Temperatura]]

Na figura acima o valor da força eletro motriz <math>\Delta E</math> depende da natureza dos materiais e do gradiente de temperatura nos mesmos. Quando o gradiente de temperatura é linear, a diferença de potencial elétrico <math>\Delta E = E_2 - E_1 > 0</math> depende apenas do material e das temperaturas <math>T_1</math> e <math>T_2</math>, (<math>T_2 > T_1</math>), formalmente representado pela fórmula:

:<math>
S = {\Delta E \over \Delta T}
</math>

onde ''S'' é o coeficiente termodinâmico de Seebeck, <math>\Delta T</math> é a diferença de temperatura <math>\Delta T = T_2 - T_1</math> e <math>\Delta E</math> é a diferença de potencial elétrico usualmente medido em milivolts em função da diferença de temperatura (mV/°C).

Quando dois condutores metálicos ''A'' e ''B'' de diferentes naturezas são acoplados mediante um gradiente de temperatura, os elétrons de um metal tendem a migrar de um condutor para o outro, gerando uma diferença de potencial elétrico num efeito semelhante a uma [[pilha]] eletroquímica. Esse efeito é conhecido como ''Efeito Seebeck'' sendo capaz de transformar energia térmica em energia elétrica com base numa fonte de calor mediante propriedades físicas dos metais.

[[Imagem:PrincipioTermoeletrico2.gif|center|380px|Princípio Físico de um Termopar Metálico Submetido a um Gradiente de Temperatura]]

A figura acima representa dois metais acoplados num dispositivo termopar do [[Termopar#Tipo_T_.28Cobre_.2F_Constantan.29|tipo T]] (Cu 100 %; [[Constantan]], Cu 55 %, Ni 45 %). Quando associamos dois metais num termopar, a força eletro motriz gerada é:

:<math>E = \int_{T_1}^{T_2} \left( S_\mathrm{B}(T) - S_\mathrm{A}(T) \right) \, dT</math>

onde ''S''A e ''S''B são os coeficientes de Seebeck dos metais A e B, ''T''1 e ''T''2 representam a diferença de temperatura na junção dos materiais. Os coeficientes de Seebeck são não-lineares e dependem da temperatura absoluta, material, e da estrutura molecular. Se os coeficientes de Seebeck podem ser considerados efetivamente constantes numa certa gama de temperatura, a fórmula acima pode ser aproximada por:

:<math>E = (S_\mathrm{B} - S_\mathrm{A}) \cdot (T_2 - T_1)</math>

Desse modo é possível obter-se energia elétrica usando-se uma fonte de calor.

==Utilização==
Atualmente o efeito Seebeck é muito utilizado para a construção de [[termômetro]]s em que se mede diferença de temperatura através de um [[voltímetro]] calibrado para este fim.

Outra aplicação deste mesmo efeito é a construção de pilhas atômicas ([[Gerador termoelétrico de radioisótopos]]) para produzir pequenas [[potência]]s, mas de longa duração, o que é necessário em situações especiais como na sonda [[Cassini-Huygens]] e nas sondas [[Programa_Voyager#Fonte_de_Energia|Voyager]].

==Desvantagem==
A maior desvantagem da utilização da geração de energia termelétrica direta é a baixa potência. Isto obriga a construção de milhares de células termelétricas para a obtenção de alguns Watts de potência.

==Ver também==
* [[Termopar]]
* [[Efeito Peltier]]
* [[Efeito Joule]]
* [[Força eletromotriz de Thomson|Efeito Thomson]]
* [http://www.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam/inst/temp1.pdf Sensores de Temperatura]

{{Esboço-física}}

[[Categoria:Efeitos físicos|Seebeck]]
[[Categoria:Termodinâmica]]
[[Categoria:Eletricidade]]

[[de:Thermoelektrizität#Seebeck-Effekt]]
[[en:Thermoelectric effect#Seebeck effect]]

Efeito Seebeck - Histórico de revisões

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