{"id":78501,"date":"2024-01-14T13:14:17","date_gmt":"2024-01-14T13:14:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/seebeck-effekt-seebeck-koeffizient\/"},"modified":"2024-01-14T16:35:25","modified_gmt":"2024-01-14T16:35:25","slug":"seebeck-effekt-seebeck-koeffizient","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/seebeck-effekt-seebeck-koeffizient\/","title":{"rendered":"Seebeck-Effekt &#8211; Seebeck-Koeffizient"},"content":{"rendered":"<h2>Seebeck-Effekt und Seebeck-Koeffizient<\/h2>\n<p>Der Seebeck-Effekt ist ein Ph\u00e4nomen, bei dem ein Temperaturunterschied zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Leitern oder Halbleitern eine Spannungsdifferenz zwischen diesen Stoffen erzeugt. Ein thermoelektrischer Generator (TEG), auch Seebeck-Generator genannt, ist ein Festk\u00f6rperger\u00e4t, das W\u00e4rmefluss (Temperaturunterschiede) direkt in elektrische Energie umwandelt. Dieser Vorgang wird als Seebeck-Effekt bezeichnet.<\/p>\n<h2>Thermoelektrizit\u00e4t durch den Seebeck-Effekt<\/h2>\n<p>Thermoelektrizit\u00e4t wird durch den thermoelektrischen Effekt erzeugt, bei dem Temperaturunterschiede direkt in elektrische Spannung und umgekehrt umgewandelt werden. Dies geschieht durch ein Thermoelement. Erhitzt man zwei verbundene unterschiedliche Materialien, kommt es zum Elektronentransfer zwischen den Materialien, was einen Stromfluss zur Folge hat.<\/p>\n<h2>Die drei thermoelektrischen Effekte<\/h2>\n<p>Der thermoelektrische Effekt umfasst drei separat identifizierte Effekte: Seebeck-, Peltier- und Thomson-Effekt.<\/p>\n<h2>Seebeck-Effekt<\/h2>\n<p>Der Seebeck-Effekt entsteht, wenn an der Verbindungsstelle zweier unterschiedlicher Leiter, die elektrisch in Serie und thermisch parallel verbunden sind, ein Temperaturgradient besteht. Dies f\u00fchrt zu einer Spannung. Die dabei erzeugte Spannung h\u00e4ngt vom Seebeck-Koeffizienten <i>S<\/i> (<i>S<\/i> = <i>V<\/i>\/<i>\u0394T<\/i>) und dem Temperaturunterschied zwischen den beiden Verbindungsstellen im Thermoelement ab.<\/p>\n<h2>Peltier-Effekt<\/h2>\n<p>Der Peltier-Effekt, das Analogon zum Seebeck-Effekt, beschreibt die Erw\u00e4rmung oder K\u00fchlung an einer elektrifizierten Verbindungsstelle zweier unterschiedlicher Leiter. Der Peltier-Koeffizient (<i>\u03c0<\/i>) wird durch das Verh\u00e4ltnis des Stroms (<i>I<\/i>) zur Heizrate (<i>q<\/i>) bestimmt: <i>\u03c0<\/i> = <i>I<\/i>\/<i>q<\/i>. Er zeigt, wie viel W\u00e4rme pro Ladungseinheit transportiert wird.<\/p>\n<h2>Thomson-Effekt<\/h2>\n<p>Beim Thomson-Effekt entsteht in einem einzelnen Leiter ein elektrischer Strom, wenn ein kleiner Temperaturgradient angelegt wird. Dieser Effekt wird durch die Gleichung q = \u03b2I\u0394T beschrieben, wobei <i>q<\/i> die Heizrate, <i>I<\/i> der elektrische Strom, <i>\u0394T<\/i> die Temperatur\u00e4nderung und <i>\u03b2<\/i> der Thomson-Koeffizient ist.<\/p>\n<h2>Mechanismen des Thermoelektrischen Effekts<\/h2>\n<p>Wenn zwei verschiedene Metalle wie Kupfer und Zink verbunden werden, kann ein Elektronentransfer stattfinden. Elektronen verlassen die Kupferatome und treten in die Zinkatome ein, wodurch eine Spannung \u00fcber die Verbindungsstelle der beiden Metalle entsteht. Mehr W\u00e4rmeenergie f\u00fchrt zur Freisetzung mehrerer Elektronen, wodurch das Spannungspotential steigt.<\/p>\n<h2>Thermoelektrische Materialien<\/h2>\n<p>Thermoelektrische Materialien wandeln thermische Energie durch thermoelektrische Umwandlung in elektrische Energie um. H\u00e4ufig verwendete Halbleitermaterialien f\u00fcr thermoelektrische Generatoren sind Bismuttellurid (Bi2Te3), Bleitellurid (PbTe) und Silizium-Germanium (SiGe). Die thermische Leitf\u00e4higkeit von Halbleitern kann heute durch Nanotechnologie gesenkt werden, ohne ihre elektrischen Eigenschaften zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n<h2>Thermoelektrische Generatoren &#8211; Seebeck-Generatoren<\/h2>\n<p>Thermoelektrische Generatoren werden f\u00fcr die Stromerzeugung in abgelegenen Gebieten, auf Raumfahrzeugen und an Orten eingesetzt, wo Abw\u00e4rme zur\u00fcckgewonnen werden kann. Sie k\u00f6nnten auch in Entwicklungsl\u00e4ndern eine Rolle spielen, indem sie beispielsweise aus einer einfachen Holzverbrennung eine Handy-Ladestation oder LED-Beleuchtung erm\u00f6glichen. Aktuelle Anwendungen umfassen Ofenventilatoren, durch K\u00f6rperw\u00e4rme betriebene Beleuchtung und Smartwatches, die durch K\u00f6rperw\u00e4rme angetrieben werden.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Seebeck-effect-animated-1.gif\" alt=\"Seebeck Effect - Seebeck Coefficient\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/seebeck-effect-seebeck-coefficient\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der Seebeck-Effekt ist ein Ph\u00e4nomen, bei dem ein Temperaturunterschied zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Leitern oder Halbleitern einen Spannungsunterschied zwischen den beiden Substanzen erzeugt.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5718,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78501","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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