sciencetalk

Hoe werkt het Seebeck-effect?

Ik ben niet erg op de hoogte van quantummechanica dus hier een wat algemene uitleg:

Als er een temperatuursverloop op een metalen draad staat zullen er aan de warme kant relatief meer hoge-energie geleidingselectronen zijn dan aan de koude kant, en aan de koude kant relatief meer lage-energie geleidingselectronen. Hierdoor ontstaat er een diffusie van hoge-energie electronen van warm->koud en van lage-energie van koud->warm. Echter is de diffusiesnelheid een functie van de electron energie en zal er een netto electronenflux naar een kant van de draad (meestal de koude). Hierdoor ontstaat er een spanningsverschil over de draad.

Deze spanning is gelijk aan integraal van –S*dT waarbij S de een constante voor het materiaal is. Dus als twee draden, A en B, als thermokoppel worden gebruikt geldt V=(Sb-Sa)(T_hoog-T_laag).

Roel80 schreef:Ik ben niet erg op de hoogte van quantummechanica dus hier een wat algemene uitleg:

Als er een temperatuursverloop op een metalen draad staat zullen er aan de warme kant relatief meer hoge-energie geleidingselectronen zijn dan aan de koude kant, en aan de koude kant relatief meer lage-energie geleidingselectronen. Hierdoor ontstaat er een diffusie van hoge-energie electronen van warm->koud en van lage-energie van koud->warm. Echter is de diffusiesnelheid een functie van de electron energie en zal er een netto electronenflux naar een kant van de draad (meestal de koude). Hierdoor ontstaat er een spanningsverschil over de draad.

Deze spanning is gelijk aan integraal van –S*dT waarbij S de een constante voor het materiaal is. Dus als twee draden, A en B, als thermokoppel worden gebruikt geldt V=(Sb-Sa)(T_hoog-T_laag).

Die constante S, waar staat die voor en waar kan ik die vinden?

Die S staat voor de Seebeck-coëfficiënt.

Ik ben het niet helemaal met Roel80 eens, het Seebeck effect komt namelijk ook in metalen voor, eigenlijk in alles dat geleid.

Elektronen zijn vrij te bewegen in een stuk metaal, de elektronen zijn voor metaal de warmte en stroom geleiders. Als de ene kant van het metaal warm word, zullen de warme elektronen onder diffusie naar de koudere kant stromen (gewoon thermodynamica), daardoor krijg je een potentiaal verschil aan beide kanten.

Dat is de simpele uitleg, meer uitleg hiet: http://en.wikipedia.org/wiki/Peltier-Seebeck_effect al vind ik die niet al te duidelijk.

Ik denk dat je het beste kunt vergelijken met convectie in de lucht. Dus, de lucht bij je raam stijgt op omdat het warm word, en daalt ergens anders weer neer wanneer het is afgekoelt.