Efecte Thomson
De Viquipèdia
L'efecte Thomson, descobert per Willian Thomson (Lord Kelvin), descriu la relació entre un corrent elèctric, o una tensió elèctrica, i el flux de calor, o un gradient tèrmic, dins d'un material conductor.
El 1851 Thonsom va demostrar que els efectes Seebeck i Peltier estan relacionats: un material sotmès a un gradient tèrmic i recorregut per un corrent elèctric intercanvia calor amb el medi exterior. De manera recíproca, un material sotmès a un gradient tèrmic i recorregut per un flux de calor, genera un corrent elèctric.
L'efecte Thonsom es manifesta quan són presents de manera simultània un gradient de temperatura T i un corrent elèctric I. Llavors hi ha una generació, emissió o absorció, de calor Q en tots els segments del material presos individualment. El gradient de flux tèrmic degut a l'efecte Thonsom dins dels materials ve determinat per:
-
- dT(x)/dx és el gradient de temperatura.
- τ és el coeficient Thomson.
- x és la coordenada espacial (veure esquema)
També existeix un terme degut a l'efecte Joule Q = ρJ2 on ρ és la resistivitat elèctrica i J la densitat del corrent, però dQ(Joule)/dx és nul si el material és homogeni, o el que és el mateix, ρ és independent de x.
Els coeficients Peltier Π i Seebeck S estan relacionats amb el coeficient de Thonsom τ per les equacions de Kelvin:
i
Aquesta darrera relació ens indica que l'efecte Thonsom no es presentarà més que als materials per al quals el coeficient de Seebeck depen significativament de la temperatura. En efecte, si S és independent de la temperatura, llavors
. Així tenim, per exemple, que l'efecte Thonsom és negligible en el cas del plom, atès que el seu coeficient de Seebeck és gairebé independent de la temperatura.
En metalls com el zinc o el coure hi ha una emissió d'energia (efecte Thonsom positiu), mentre en metalls com el cobalt, el níquel o el ferro hi ha una absorció d'energia (efecte Thonsom negatiu].





