Efekt Seebecka to nie tylko przypis w podręczniku fizyki. Dzięki niemu kontrolka silnika w Twoim samochodzie nie będzie migać losowo. Na tej zasadzie działają termopary sterujące piecami przemysłowymi i czujnikami w czujnikach dymu.
Thomas Johann Seebeck nie miał zamiaru wymyślać przyszłości. Był niemieckim fizykiem żyjącym na początku XIX wieku i lubił eksperymentować ze szkłem i metalami. Ale w 1821 roku natknął się na zjawisko, które bezpośrednio powiązało ciepło z elektrycznością.
Przed Seebeckiem ludzie wiedzieli o elektryczności statycznej. Wiedzieli o magnesach. Jednak pomysł, że można wytworzyć prąd stały poprzez podgrzanie jednej części obwodu, był nowy.
Seebeck urodził się w Tallinie w Estonii, kiedy region ten był częścią Imperium Rosyjskiego. Przeniósł się do Berlina, aby studiować medycynę, uzyskując w 1802 roku stopień doktora medycyny na Uniwersytecie w Getyndze.
Mógłby praktykować medycynę. Zamiast tego wybrał badania naukowe.
W 1814 roku został członkiem Berlińskiej Akademii Nauk. W 1816 roku Akademia przyznała mu nagrodę za pracę nad wpływem napięcia na polaryzację światła w szkle. Ale jego prawdziwą pasją był magnetyzm.
Testując reakcję różnych metali na pole magnetyczne, zauważył coś dziwnego. Rozgrzane do czerwoności żelazo nie tylko utraciło swoje właściwości magnetyczne. Dziwnie się zachowywał podczas chłodzenia. Teraz nazywamy to histerezą.
Ale eksperymenty z magnetyzmem poprowadziły go w innym kierunku. Zaczął łączyć metale. Miedź. Bizmut. Żelazo. Cynk.
Połączył dwa różne paski przewodzące, tworząc obwód zamknięty. Następnie podgrzał jeden związek.
To, co wydarzyło się później, zmieniło wszystko.
Popłynął prąd elektryczny. To nie ustało. Prąd płynął tak długo, jak jedna strona obwodu była gorętsza od drugiej.
To jest istota efektu Seebecka.
Przetestował to na własnych rękach. Dosłownie. Trzymał jedno złącze w dłoni, żeby je podgrzać. Różnica temperatur pomiędzy jego ciepłą skórą a zimniejszym powietrzem wystarczyła, aby wygenerować mierzalny prąd.
Działało to z dowolną parą metali.
Odkrycie to umożliwiło naukowcom sklasyfikowanie materiałów w tzw. szeregu termoelektrycznym. Na podstawie ich pozycji na tej liście można przewidzieć, które kombinacje wygenerują największe napięcie.
Dlaczego jest to dziś ważne?
Ponieważ zamienia ciepło odpadowe w energię.
Pomyśl o rurze wydechowej swojego samochodu. Jest gorąca. Ciepło to po prostu uciekało do atmosfery. Możemy teraz używać generatorów termoelektrycznych do przekształcania tej energii cieplnej z powrotem w energię elektryczną. Na razie to nie wystarczy, aby zasilić cały dom. Ale dla urządzeń o małej mocy? To jest idealne.
Twój piekarnik jest wyposażony w termoparę. Ta mała sonda to coś więcej niż tylko czujnik. To jest urządzenie zabezpieczające. Wykorzystuje efekt Seebecka, aby udowodnić, że gaz rzeczywiście się pali. Jeśli płomień zgaśnie, temperatura spadnie. Prąd zatrzymuje się. Zawór gazowy zamyka się.
Bez Seebecka mielibyśmy znacznie mniej niezawodny sposób monitorowania temperatury w ekstremalnych warunkach. Sondy kosmiczne? Używają radioizotopowych generatorów termoelektrycznych. Opierają się na tej samej zasadzie. Ciepło powstałe w wyniku rozpadu plutonu wytwarza energię elektryczną. Brak ruchomych części. Tylko fizyka.
Seebeck zmarł w Berlinie w 1831 r. On
