Una mela mandò in frantumi i pensieri di Newton sulla gravitazione universale. Allora, chi ha trovato la chiave per aprire il mondo della termoelettricità? Entriamo nella storia dello sviluppo diTECNICOe il mondo della termoelettricità.
Tra tanti personaggi famosi nella breve storia del campo termoelettrico, ce n'è uno che non possiamo evitare: Thomas John Seebeck. Allora, cosa ha fatto esattamente per farci ricordare a noi termoelettrici?
Thomas Johann Seebeck (tedesco: Thomas Johann Seebeck, 9 aprile 1770 - 10 dicembre 1831) nacque a Tallinn nel 1770 (allora parte della Prussia orientale e ora capitale dell'Estonia). Il padre di Seebeck era un tedesco di origine svedese. Forse per questo motivo incoraggiò suo figlio a studiare medicina all'Università di Berlino e all'Università di Gottinga, dove un tempo aveva studiato. Nel 1802 Seebeck ottenne la laurea in medicina. Poiché la direzione che scelse fu quella della fisica nella medicina sperimentale e poiché trascorse gran parte della sua vita impegnato nell'istruzione e nella ricerca nel campo della fisica, è generalmente considerato un fisico.
Nel 1821 Seebeck collegò insieme due diversi fili metallici per formare un circuito di corrente elettrica. Ha collegato due fili da un'estremità all'altra per formare un nodo. All'improvviso scoprì che se uno dei nodi fosse riscaldato a una temperatura molto elevata mentre l'altro fosse mantenuto a una temperatura bassa, attorno al circuito si formerebbe un campo magnetico. Semplicemente non riusciva a credere che applicando calore a una giunzione formata da due metalli si generasse una corrente elettrica. Ciò potrebbe essere spiegato solo dalla corrente termomagnetica o dal fenomeno termomagnetico. Nei due anni successivi (1822-1823), Seebeck riferì le sue continue osservazioni alla Società Scientifica Prussiana, descrivendo questa scoperta come "magnetizzazione dei metalli causata da differenze di temperatura".
Seebeck scoprì effettivamente l'effetto termoelettrico, ma diede una spiegazione sbagliata: la ragione del campo magnetico generato attorno al filo era che il gradiente di temperatura magnetizzava il metallo in una certa direzione, piuttosto che la formazione di una corrente elettrica. La società scientifica ritiene che questo fenomeno sia dovuto al gradiente di temperatura che provoca una corrente elettrica, che a sua volta genera un campo magnetico attorno al filo. Seebeck era estremamente arrabbiato per una simile spiegazione. Ribatté che gli scienziati avevano gli occhi accecati dall'esperienza di Oersted (il pioniere dell'elettromagnetismo), per cui potevano spiegarlo solo con la teoria secondo cui "i campi magnetici sono prodotti dalla corrente elettrica", e non pensavano ad altre spiegazioni. Tuttavia lo stesso Seebeck trovava difficile spiegare il fatto che, se il circuito veniva interrotto, il gradiente di temperatura non generava un campo magnetico attorno al filo. Fu solo nel 1823 che il fisico danese Oersted indicò che si trattava di un fenomeno di conversione termoelettrica, e così venne ufficialmente denominato. Nacque così l’effetto Seebeck. Questa revisione riflette l’importanza della verifica collaborativa all’interno della comunità scientifica.
Dopo aver letto la storia, ecco il punto chiave!
D: Cos'è l'effetto Seebeck?
R: Effetto Seebeck: quando due diversi conduttori o semiconduttori formano un circuito chiuso, se c'è una differenza di temperatura nei due punti di contatto, nel circuito verrà generata una forza elettromotrice (chiamata potenziale termoelettrico), formando così una corrente. La sua direzione dipende dalla direzione del gradiente di temperatura e gli elettroni dell'estremità calda solitamente migrano dal negativo al positivo.
D: Quali sono gli scenari applicativi dell'effetto Seebeck?
A: Scenari applicativi dell'effetto Seebeck: sistemi di generazione di energia per apparecchiature in campo aerospaziale, sistemi di generazione di energia per caminetti, sistemi di generazione di energia per forni, ecc.
