L’effetto Seebeck non è solo una nota a piè di pagina in un libro di testo di fisica. È il motivo per cui la luce del motore della tua auto non si limita a lampeggiare in modo casuale. È il principio alla base delle termocoppie che monitorano i forni industriali e i sensori del rilevatore di fumo.
Thomas Johann Seebeck non si proponeva di inventare il futuro. Era un fisico tedesco vissuto agli inizi del 1800 a cui piaceva stuzzicare vetro e metalli. Ma nel 1821 si imbatté in qualcosa che collegava direttamente il calore all’elettricità.
Prima di Seebeck si conosceva l’elettricità statica. Sapevano dei magneti. Ma l’idea di poter generare una corrente costante semplicemente riscaldando una parte di un circuito? Era una novità.
Seebeck è nato a Tallinn, in Estonia, quando la regione faceva parte dell’Impero russo. Si trasferì a Berlino per studiare medicina, conseguendo la laurea in medicina presso l’Università di Gottinga nel 1802.
Avrebbe potuto esercitare la medicina. Invece ha scelto la ricerca.
Nel 1814 era membro dell’Accademia di Berlino. L’accademia gli diede un premio nel 1816 per il suo lavoro su come lo stress cambia il modo in cui il vetro polarizza la luce. Ma la sua vera ossessione era il magnetismo.
Mentre testava il modo in cui i diversi metalli reagivano ai campi magnetici, notò qualcosa di strano. Il ferro rovente non ha solo perso il suo magnetismo. Si è comportato in modo strano una volta raffreddato. Adesso la chiamiamo isteresi.
Ma gli esperimenti sul magnetismo lo hanno portato altrove. Ha iniziato ad accoppiare i metalli. Rame. Bismuto. Ferro. Zinco.
Ha unito due diverse strisce conduttrici per formare un anello chiuso. Quindi ha riscaldato una connessione.
Ciò che accadde dopo cambiò tutto.
Una corrente elettrica cominciò a scorrere. Non si è fermato. Continuava a muoversi finché un lato del circuito era più caldo dell’altro.
Questo è il nocciolo dell’effetto Seebeck.
Lo ha testato con le sue mani. Letteralmente. Teneva un incrocio in mano per scaldarlo. La differenza di temperatura tra la sua pelle calda e l’aria più fresca era sufficiente a generare una corrente misurabile.
Ha funzionato con qualsiasi coppia di metalli.
Questa scoperta ha permesso agli scienziati di classificare i materiali in quella che viene chiamata serie termoelettrica. Puoi prevedere quali combinazioni genereranno la maggior tensione in base alla loro posizione nell’elenco.
Perché questo è importante oggi?
Perché trasforma il calore disperso in energia.
Pensa al tubo di scarico della tua auto. Fa caldo. Quel calore scappava nell’atmosfera. Ora possiamo utilizzare generatori termoelettrici per convertire l’energia termica in elettricità. Non è ancora abbastanza efficiente per alimentare tutta la casa. Ma per i dispositivi a basso consumo? È perfetto.
Il tuo forno è dotato di termocoppia. Quella piccola sonda non è solo un sensore. È un dispositivo di sicurezza. Utilizza l’effetto Seebeck per dimostrare che il gas è effettivamente acceso. Se la fiamma si spegne la temperatura scende. La corrente si ferma. La valvola del gas si chiude.
Senza Seebeck, avremmo un modo molto meno affidabile per monitorare la temperatura in ambienti estremi. Sonde spaziali? Usano generatori termoelettrici a radioisotopi. Si basano sullo stesso principio. Il calore del plutonio in decomposizione crea elettricità. Nessuna parte in movimento. Solo fisica.
Seebeck morì a Berlino nel 1831. Lui
