Efecto termoeléctrico

Efecto termoeléctrico
El efecto termoeléctrico en un material relaciona el flujo de calor que lo recorre con la corriente eléctrica que lo atraviesa. Este efecto es la base de las aplicaciones de refrigeración y de generación de electricidad: un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar frío cuando se le aplica una corrienteeléctrica.

El efecto termoeléctrico se basa en el:
Efecto Joule en honor a su descubridor el físico británico James Prescott Joule.
Que postula que si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo.Así, este efecto fue definido de la siguiente manera: "La cantidad de energía calorífica producida por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la intensidad de la corriente, del tiempo que ésta circula por el conductor y de la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente".
Se debe principalmente a que los sólidos tienen generalmente una estructura cristalina,ocupando los átomos o moléculas los vértices de las celdas unitarias, y a veces también el centro de la celda o de sus caras. Cuando el cristal es sometido a una diferencia de potencial, los electrones son impulsados por el campo eléctrico a través del sólido debiendo en su recorrido atravesar la intrincada red de átomos que lo forma. En su camino, los electrones chocan con estos átomos perdiendoparte de su energía cinética, que es cedida en forma de calor.

Tipos de Efectos Termoeléctricos
• Efecto Seebeck
El primer efecto termoeléctrico fue descubierto por el físico alemán Thomas Johann Seebeck en 1821.
Dicho efecto es inverso al efecto Peltier y consiste en la creación de un voltaje en presencia de una diferencia de temperatura entre dos conductores de materialesdistintos (dos metales o semiconductores diferentes), lo que produce la deflexión de una aguja metálica cuando se la sitúa entre ambos. Entonces una diferencia de temperaturas T1 y T2 en las juntas entre los metales A y B induce una diferencia de potencial V. En el circuito:

Coeficiente Seebeck
Una diferencia de temperatura dT entre las uniones de dos materiales distintos a y bimplica una diferencia de potencial eléctrico dV según la ecuación:

El coeficiente Seebeck, también llamado "Poder Termoeléctrico" se mide en V.K-1 (o más frecuentemente en µV.K-1 dado los valores de este coeficiente en los materiales más usuales).
Los coeficientes Seebeck de ambos materiales por separado se relacionan con el coeficiente Seebeck del par según:

La principalaplicación práctica del efecto Seebeck es la medida de temperatura mediante termopares.
Un termopar (o termocupla) es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado "punto frío" o uniónfría o de referencia. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado Celsius son difíciles de obtener.

• Efecto Peltier
El segundo efecto termoeléctrico fue descubierto por el físico francés Jean-Charles Peltie en 1834.
Consiste en la creación de una diferencia térmica a partir de una diferencia de potencial eléctrico. Ocurrecuando una corriente pasa a través de dos metales diferentes o semiconductores (tipo-n y tipo-p) que están conectados entre sí en dos soldaduras (uniones Peltier). La corriente produce una transferencia de calor desde una unión, que se enfría, hasta la otra, que se calienta.
Coeficiente Peltier
En el caso del efecto Peltier, una corriente eléctrica I recorre un circuito formado por los...