Termoelectricidad

Termoelectricidad

Termoelectricidad
Se denominan fenómenos termoeléctricos o
termoelectricidad a tres fenómenos relacionados entre
sí por las relaciones de Thomson, descubiertas por lord
Kelvin:[1] el efecto Seebeck, el efecto Peltier y el calor
de Thomson.
Cuando dos metales distintos a temperaturas diferentes
se ponen en contacto formando una unión bimetálica,
entre ambos lados de launión se genera una fuerza
electromotriz. Este fenómeno se denomina efecto
Seebeck y es la base del funcionamiento de los
Sección de un termopar o termocupla.
termopares, un tipo de termómetro usado en el control
del flujo de gas en dispositivos domésticos como cocinas, calefactores y calentadores de agua corriente.
Cuando se hace circular una corriente a través de una unión bimetálica,para mantener constante la temperatura de la
unión hay que entregar o extraer calor, según sea el sentido de circulación. Este fenómeno, llamado efecto Peltier,
tiene aplicación práctica en dispositivos de refrigeración pequeños, teniendo la ventaja, a diferencia de los
refrigeradores basados en la compresión y descompresión de gases, de no tener partes móviles que se desgasten.
Es menos conocidoel fenómeno denominado calor de Thomson, descubierto por lord Kelvin. Cuando fluye una
corriente a través de un conductor homogéneo de sección transversal constante donde se ha establecido un gradiente
de temperatura, para mantener invariable la distribución de temperatura hay que entregar o extraer calor del
conductor.[2]

Aspectos históricos
El primer efecto termoeléctrico fue descubiertopor el físico alemán Thomas Johann Seebeck en 1821. Seebeck se
dio cuenta de que una aguja metálica es desviada cuando se le sitúa entre dos conductores de materiales distintos
unidos por uno de sus extremos y sometidos a una diferencia de temperatura (véase Efecto Seebeck). Este efecto es
de origen eléctrico, ya que al unir dos materiales distintos y someterlos a una diferencia de temperaturaaparece una
diferencia de potencial. La principal aplicación práctica del efecto Seebeck es la medida de temperatura mediante
termopares.[3][4]
Unos años más tarde, en 1834, el físico francés Jean-Charles Peltier descubrió el segundo efecto termoeléctrico: en la
unión de dos materiales diferentes sometidos a una corriente eléctrica aparece una diferencia de temperaturas (véase
EfectoPeltier).
El físico inglés William Thomson (lord Kelvin) demuestra en 1851 que los efectos Seebeck y Peltier están
relacionados: un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por una corriente eléctrica intercambia
calor con el medio exterior. Recíprocamente, un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por un
flujo de calor genera una corriente eléctrica. Ladiferencia fundamental entre los efectos Seebeck y Peltier
considerados por separado y el efecto Thomson es la existencia de este último en un único material, sin necesidad de
que exista una unión entre materiales distintos (véase Efecto Thomson).

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Termoelectricidad

Aplicaciones de la termoelectricidad
Las aplicaciones actuales y potenciales son los materiales termoeléctricos se basan endos aspectos del efecto
Thomson:
Por un lado, el establecimiento de un flujo de calor, opuesto a la difusión térmica, cuando un material sometido a un
gradiente de temperatura es atravesado por una corriente eléctrica, permite pensar en aplicaciones de refrigeración
termoeléctrica. Esta solución alternativa a la refrigeración clásica que utiliza ciclos de compresión-expansión no
necesita departes móviles, lo que incrementa su fiabilidad y elimina los ruidos y vibraciones. Estas propiedades son
fundamentales en aplicaciones en las que la temperatura debe ser regulada de forma muy precisa y fiable, como por
ejemplo en los contenedores empleados en el transporte de órganos para trasplantes o en aquellas en las que las
vibraciones son un inconveniente grave, como por ejemplo: los...