![\"Peltier](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Peltier-effect-mechanism-1.png\")
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El efecto Peltier, nombrado en honor al f\u00edsico franc\u00e9s Jean Charles Athanase Peltier quien lo descubri\u00f3 en 1834, representa la presencia de calentamiento o enfriamiento en una uni\u00f3n electrificada de dos conductores diferentes. Este fen\u00f3meno es el an\u00e1logo al efecto Seebeck. A diferencia de generar una diferencia de potencial a trav\u00e9s de dos puntos con uniones a diferentes temperaturas, el efecto Peltier utiliza una fuente electromotriz para impulsar una corriente, calentando una uni\u00f3n y enfriando la otra.<\/p>\n
El efecto Peltier se describe cuantitativamente por el coeficiente Peltier (\u03c0), determinado por la relaci\u00f3n entre la corriente (I) y la tasa de calentamiento (q): \u03c0 = I\/q. Este coeficiente indica cu\u00e1nto calor se transporta por unidad de carga, siendo su signo determinado por la uni\u00f3n que se calienta o enfr\u00eda.<\/p>\n
Las bombas de calor Peltier t\u00edpicas incluyen m\u00faltiples uniones en serie, a trav\u00e9s de las cuales se conduce una corriente. Algunas de estas uniones pierden calor debido al efecto Peltier, mientras que otras ganan calor. Este fen\u00f3meno se explota en bombas de calor termoel\u00e9ctricas y dispositivos de enfriamiento termoel\u00e9ctrico, como los encontrados en refrigeradores.<\/p>\n
En diferentes materiales, el coeficiente Seebeck no es constante con respecto a la temperatura, generando un gradiente en el coeficiente Seebeck si se aplica un gradiente de temperatura. Si se conduce una corriente a trav\u00e9s de este gradiente, se producir\u00e1 una versi\u00f3n continua del efecto Peltier. El efecto Thomson describe la corriente el\u00e9ctrica resultante que se desarrolla en un solo conductor cuando se aplica un peque\u00f1o gradiente de temperatura. Esta relaci\u00f3n se describe con la ecuaci\u00f3n: q = \u03b2I\u0394T, donde q es la tasa de calentamiento, I es una corriente el\u00e9ctrica, \u0394T es el cambio en temperatura, y \u03b2 es el coeficiente Thomson.<\/p>\n
Lord Kelvin vincul\u00f3 los tres coeficientes termoel\u00e9ctricos en las relaciones de Kelvin. Estas ecuaciones describen c\u00f3mo se interrelacionan los coeficientes Seebeck, Peltier y Thomson. El efecto Peltier se puede considerar como la acci\u00f3n rec\u00edproca al efecto Seebeck: si se cierra un circuito termoel\u00e9ctrico simple, el efecto Seebeck impulsar\u00e1 una corriente que, a su vez, transferir\u00e1 calor del punto caliente al fr\u00edo por el efecto Peltier.<\/p>\n
Los materiales termoel\u00e9ctricos convierten la energ\u00eda t\u00e9rmica en energ\u00eda el\u00e9ctrica mediante la conversi\u00f3n termoel\u00e9ctrica. La fuente de calor puede ser motores de combusti\u00f3n, luz solar, reacciones qu\u00edmicas o desintegraci\u00f3n nuclear. Estos materiales deben tener alta conductividad el\u00e9ctrica (\u03c3) y baja conductividad t\u00e9rmica (\u03ba) para ser eficientes. La baja conductividad t\u00e9rmica asegura que, al calentar un lado, el otro permanezca fr\u00edo, generando un gran voltaje en un gradiente de temperatura.<\/p>\n
Durante muchos a\u00f1os, los principales semiconductores conocidos por su baja conductividad t\u00e9rmica y alto factor de potencia son el telururo de bismuto (Bi2<\/sub>Te3<\/sub>), telururo de plomo (PbTe) y Silicio germanio (SiGe). La elecci\u00f3n del material depende de las caracter\u00edsticas de la fuente de calor, el sumidero fr\u00edo y el dise\u00f1o del generador termoel\u00e9ctrico. Hoy en d\u00eda, la conductividad t\u00e9rmica de los semiconductores puede reducirse sin afectar sus propiedades el\u00e9ctricas utilizando nanotecnolog\u00eda. Esto se logra creando caracter\u00edsticas a nanoescala, como part\u00edculas, cables o interfaces en materiales semiconductores masivos.<\/p>\n<\/p>\n