Efeito Thomson e a Eletricidade Termoelétrica
A eletricidade termoelétrica é gerada pelo efeito termoelétrico, que é a conversão direta de diferenças de temperatura em tensão elétrica e vice-versa através de um termopar. O aquecimento de dois materiais diferentes unidos provocará uma transferência de elétrons entre os materiais, estabelecendo um fluxo de corrente. Em diferentes materiais, o coeficiente Seebeck não é constante em temperatura, e, portanto, um gradiente espacial na temperatura pode resultar em um gradiente no coeficiente Seebeck. Se uma corrente é conduzida através deste gradiente, ocorrerá uma versão contínua do efeito Peltier. O efeito Thomson descreve a corrente elétrica resultante que se desenvolve em um único condutor quando um pequeno gradiente de temperatura é aplicado.
O Efeito Seebeck
O efeito Seebeck é um fenômeno no qual uma diferença de temperatura entre dois condutores elétricos ou semicondutores dissimilares produz uma diferença de tensão entre as duas substâncias. Se um gradiente de temperatura existe em uma junção de dois condutores dissimilares conectados eletricamente em série e termicamente em paralelo, uma tensão é produzida. Esta queda de potencial é o resultado do efeito termoelétrico, relatado pela primeira vez por Thomas Seebeck em 1821. O efeito Seebeck é caracterizado pelo coeficiente Seebeck S (S = V/ΔT), onde V é a diferença de tensão e ΔT é a diferença de temperatura entre as duas junções no termopar.
O Efeito Peltier
O efeito Peltier é o análogo ao efeito Seebeck. O efeito Peltier é a presença de aquecimento ou resfriamento em uma junção eletrificada de dois condutores diferentes e foi nomeado em homenagem ao físico francês Jean Charles Athanase Peltier, que o descobriu em 1834. Em vez de gerar uma diferença de potencial através de C e D com as junções J1 e J2 mantidas a temperaturas diferentes, o efeito Peltier usa uma fonte eletromotriz para conduzir uma corrente, aquecendo uma junção e resfriando a outra. O efeito pode ser quantitativamente descrito pelo coeficiente Peltier. O coeficiente Peltier (π) é determinado pela razão da corrente (I) para a taxa de aquecimento (q): π = I/q. Ele representa quanto calor é transportado por unidade de carga. O sinal de π é determinado por qual junção é aquecida e qual é resfriada.
O Efeito Thomson
O efeito Thomson descreve a corrente elétrica que se desenvolve em um único condutor quando um pequeno gradiente de temperatura é aplicado. Esta relação é descrita pela equação; q = βIΔT, onde q é a taxa de aquecimento, I é uma corrente elétrica, ΔT é a mudança na temperatura e β é o coeficiente Thomson. Lord Kelvin uniu todos os três coeficientes termoelétricos nas relações de Kelvin. Estas equações descrevem como os coeficientes Seebeck, Peltier e Thomson se inter-relacionam. O efeito Peltier pode ser considerado como a ação inversa do efeito Seebeck: se um circuito termoelétrico simples é fechado, então o efeito Seebeck conduzirá uma corrente, que por sua vez (pelo efeito Peltier) sempre transferirá calor da junção quente para a fria. A relação próxima entre os efeitos Peltier e Seebeck pode ser vista na conexão direta entre seus coeficientes: A segunda relação de Thomson: Π = TS onde Π é o coeficiente Peltier, T é a temperatura absoluta e S é o coeficiente Seebeck.
