Informe Tesis

ASPECTOS GENERALES
1. Introducción
Entre los distintos tipos de energía que se han estudiado y descubierto, existen algunos que son más relevantes que otros, en términos de disponibilidad, costos y aplicación. Es así como el aprovechamiento de la transformación de energía se ha desarrollado en su mayoría hasta hace poco a partir de dos tipos de energía, las cuales son las más “fáciles” deobtener o disponer, estas son la electricidad y el calor (a partir de la temperatura).
La energía eléctrica es aquel tipo que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos distintos, lo cual genera una corriente eléctrica entre ambos, teniendo también un conductor eléctrico que ponga en contacto a estos puntos.
La energía calórica es aquel tipo que resulta de laexistencia de una diferencia de temperatura entre dos puntos distintos, lo cual genera un flujo de calor entre ambos, teniendo un conductor térmico que ponga en contacto a estos dos puntos.
Como se puede ver, estas formas de energía son análogas, teniendo en cuenta que de manera general ambas se verifican al tener un gradiente de alguna propiedad, generando el respectivo flujo lo que trae comoconsecuencia la existencia de las formas de energía que se mencionaron. Profundizando un poco más, es necesario el estudio de los materiales que poseen mayores atributos para los procesos de transformación de energía, es por esto que se realizan estudios y se determinan estos atributos para su posterior uso en la industria o investigación.
La magnitud de la cantidad de energía, ya sea eléctrica ocalórica, que puede conducir un material está determinada por lo que se llama conductividad, eléctrica si se trata de diferencia de potencial, o térmica si se trata de gradientes de temperatura. Estas propiedades son medibles experimentalmente y por separado, logrando así el desarrollo de la física en ambos aspectos, pero existe también el estudio de sistemas donde ambas formas de energía seencuentran actuando simultáneamente, lo que ha recibido el nombre de termoelectricidad.

2. Fenómenos termoeléctricos
En principio, como fenómeno termoeléctrico se ve de manera general como la conversión directa de una diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa. Al tener un conductor metálico, donde uno de los extremos esta unido a una fuente de calor, estos experimentaran un gradientede temperatura, así desde el extremo caliente, los electrones excitados comienzan a circular a través del conductor, generando de esta manera una corriente eléctrica.
Estos efectos tienen importantes aplicaciones, tales como generar electricidad, medir temperaturas, enfriamiento y calentamiento de objetos, dependiendo de la dirección que tenga el voltaje aplicado a los circuitos armados paraestos usos.
Los distintos tipos de efectos termoeléctricos (ya sea generación de voltaje o gradiente temperatura) son clasificados en tres tipos, los cuales serán descritos a continuación:
2.1 Efecto Seebeck
Este efecto recibe su nombre por el hombre que lo descubrió, Thomas Johann Seebeck, el cual en el año 1823 observó que la aguja de una brújula se desviaba cuando se formaba un circuitocerrado de dos metales distintos unidos en dos lugares con una diferencia de temperatura entre las uniones. Esto se debe a que los metales que forman el circuito, al ser distintos, reacciones de forma diferente al gradiente de temperatura, creando una corriente eléctrica si el circuito está cerrado. Seebeck estudio este efecto en distintos materiales y los ordenó de acuerdo a su poder termoeléctrico,definido por el coeficiente de Seebeck y de la fuerza termo electromotriz que se genera al tener el circuito abierto, relacionados por la siguiente expresión:

Figura 2.1.1 Circuito para el efecto Seebeck.
(2.1.1)
Donde:
: Coeficiente relativo de Seebeck [V/K].
: Fuerza termo electromotriz entre los puntos A y B [V].
, : Coeficientes de...