Ilustrazioan gure eremu termoelektrikoko hiru efektu nagusien diagrama eskematikoak erakusten dira: Seebeck efektua, Peltier efektua eta Thomson efektua dira. Oraingoan, William Thomson eta bere aurkikuntza handia –Thomson efektua– aztertuko ditugu.
William Thomson Irlandan jaio zen 1824an. Bere aita, James, Belfasteko Royal Collegeko matematika irakaslea zen. Geroago, Glasgowko Unibertsitatean irakasten ari zela, bere familia Glasgowra (Eskozia) joan zen bizitzera, Williamek zortzi urte zituela. Thomson hamar urterekin sartu zen Glasgowko Unibertsitatean (ez zaitu harritu behar garai hartan Irlandako unibertsitateek lehen hezkuntzako ikaslerik talentuenak onartuko zituztela), eta 14 urterekin hasi zen unibertsitate-mailako ikastaroak ikasten. 15 urterekin, unibertsitateko urrezko domina irabazi zuen "The Shape of the Earth" izeneko artikuluarengatik. Thomson geroago Cambridgeko Unibertsitatera joan zen ikastera eta bere graduko bigarren ikasle nagusi gisa graduatu zen. Graduatu ondoren, Parisera joan zen eta urtebeteko ikerketa esperimentala egin zuen Reneren gidaritzapean. 1846an, Thomson Glasgowko Unibertsitatera itzuli zen filosofia naturalaren (hau da, fisikako) irakasle gisa aritzeko, 1899an erretiratu zen arte.
Thomsonek fisikako lehen laborategi modernoa sortu zuen Glasgowko Unibertsitatean. 24 urte zituela, termodinamikari buruzko monografia bat argitaratu zuen eta tenperaturarako «eskala termodinamiko absolutua» ezarri zuen. 27 urte zituela, "Teoría de la termodinamica" liburua argitaratu zuen, termodinamikaren bigarren legea ezarriz eta fisikaren oinarrizko lege bihurtuz. Joule-Thomson efektua elkarrekin aurkitu zuten gasen difusioan Joulerekin; Bederatzi urtez Atlantikoko itsaspeko kable iraunkor bat eraikitzen Europa eta Amerika artean, "Lord Kelvin" titulu noblea eman zioten.
Thomsonen ikerketa-esparrua nahiko zabala izan zen bere bizitzan zehar. Ekarpen garrantzitsuak egin zituen fisika matematikoan, termodinamikan, elektromagnetismoan, elastikotasunaren mekanikan, eterraren teorian eta lurraren zientzian.
1856an, Thomsonek Seebeck efektuaren eta Peltier efektuaren azterketa integrala egin zuen berak ezarritako printzipio termodinamikoak aplikatuz, eta lotura bat ezarri zuen jatorriz erlazionatu gabeko Seebeck koefizientearen eta Peltier koefizientearen artean. Thomson-ek uste zuen zero absolutuan Peltier koefizientearen eta Seebeck koefizientearen arteko erlazio anitz sinple bat dagoela. Oinarri horretatik abiatuta, teorikoki efektu termoelektriko berri bat iragarri zuen, hau da, tenperatura irregularreko eroale batetik korrontea igarotzen denean, Joule-bero itzulezina sortzeaz gain, eroaleak bero-kantitate bat ere xurgatzen edo askatzen du (Thomson beroa izenez ezagutzen dena). Edo alderantziz, metalezko haga baten bi muturretako tenperaturak desberdinak direnean, potentzial elektriko-diferentzia bat sortuko da metalezko hagaren bi muturretan. Fenomeno honi Thomson efektua deitu zioten gero eta Seebeck efektuaren eta Peltier efektuaren ondoren hirugarren efektu termoelektrikoa bihurtu zen.
Istorioa amaitu da. Hona hemen gakoa!
G: Zeintzuk dira hiru efektu termoelektriko nagusiak hurrenez hurren?
A: Seebeck efektua, lehen efektu termoelektrikoa bezala ere ezaguna, bi eroale edo erdieroale ezberdinen arteko tenperatura-diferentziak eragindako fenomeno termoelektrikoari egiten dio erreferentzia, bi substantzien arteko tentsio-diferentzia A-ren ondorioz.
Peltier efektua, bigarren efektu termoelektrikoa bezala ere ezagutzen dena, non, A eta B eroaleek osatutako kontaktu puntutik korrontea pasatzen denean zirkuitutik igarotzen den korrontearen ondorioz sortzen den Joule beroaz gain, ukipen puntuan efektu endotermiko edo exotermiko bat ere gertatzen den fenomenoari dagokio. Seebeck efektuaren alderantzizko erreakzioa da. Joule-beroa korrontearen noranzkoarekiko independentea denez, Peltier-en beroa neur daiteke elektrizitatea bi aldiz kontrako noranzkoan aplikatuz.
Thomson efektua, hirugarren efektu termoelektrikoa bezala ere ezaguna, Thomson-ek proposatu zuen Peltier koefizientearen eta Seebeck koefizientearen arteko erlazio anitz sinple bat izateko zero absolutuan. Oinarri horretatik abiatuta, teorikoki efektu termoelektriko berri bat iragarri zuen, hau da, tenperatura irregularreko eroale batetik korrontea igarotzen denean, Joule-bero itzulezina sortzeaz gain, eroaleak bero-kantitate bat ere xurgatzen edo askatzen du (Thomson beroa izenez ezagutzen dena). Edo alderantziz, metalezko haga baten bi muturretako tenperaturak desberdinak direnean, potentzial elektriko-diferentzia bat sortuko da metalezko hagaren bi muturretan.
G: Zer erlazio dago hiru efektu termoelektriko horien artean?
A: Hiru efektu termoelektrikoek lotura jakin batzuk dituzte: Thomson efektua eroale baten bi muturren artean tenperatura-diferentzia dagoenean potentzial elektrikoa sortzen den fenomenoa da; Pellier efektua eroale kargatu baten bi muturren artean tenperatura-diferentzia sortzen den fenomenoa da (mutur batek beroa sortzen du eta beste muturrak beroa xurgatzen du). Bi horien konbinazioak Seebeck efektua osatzen du.
Laburbilduz, efektu termoelektrikoak bi materialen kontaktu-puntuan tenperatura-diferentzia dagoenean potentzial-diferentzia eta korronte elektrikoa gertatuko diren fenomenoari egiten dio erreferentzia. Seebeck efektuak energia termikoa energia elektriko bihurtzen du, Peltier efektuak energia elektrikoaren eta termikoaren arteko elkarrekiko bihurketa gauzatzen du, eta Thomson efektuak korrontea material bat zeharkatzen duenean efektu termikoa deskribatzen du.
X-Merezitafabrikatzaile eta hornitzaile profesionala daMaterial termoelektrikoak, Hozgailu termoelektrikoaketaHozgailu Termoelektrikoen MuntaiakTxinan. Ongi etorri kontsultatu eta erostera.
