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Inicio/Termodinámica/Efectos Peltier y Seebeck

Efectos Peltier y Seebeck

La corriente transporta calor a través del contacto; la diferencia de temperatura ΔT produce un voltaje en milivoltios — un termopar, dos modos.

Modo

0.6 (arb.)
20 K

El flujo de calor Peltier cambia de signo con el sentido de la corriente; el voltaje Seebeck lo fija el salto de temperatura en el par. No hay una base de materiales: las flechas y los milivoltios son ilustrativos.

Magnitudes medidas

V (Seebeck ilustrativo)0.80 mV

Sobre el modelo

Los efectos Peltier y Seebeck ligan la corriente y la diferencia de temperatura en el contacto de dos conductores distintos. En el modo Peltier, la corriente I transporta calor a través de la unión: la potencia Q̇ = ±Π I, donde Π es el coeficiente de Peltier; el signo cambia con el sentido de la corriente. En el modo Seebeck, un salto ΔT dado produce el voltaje V = S ΔT, donde S es el coeficiente de Seebeck. Un termopar, dos modos. No entran el calor de Joule ni la conducción por el volumen: las flechas y los milivoltios son ilustrativos, no la ficha de un módulo.

Para quién: Termodinámica y física del estado sólido: termoelectricidad, termopares.

Conceptos clave

  • efecto Peltier
  • efecto Seebeck
  • termopar
  • coeficiente de Seebeck
  • coeficiente de Peltier
  • unión
  • termoelectricidad

Cómo funciona

En una misma unión hay dos modos. Peltier: la corriente transporta calor, Q̇ = ±Π I, el signo sigue el sentido de I. Seebeck: el salto de temperatura da el voltaje V = S ΔT. En pantalla, flechas de calor y milivoltios; el calor de Joule y la conducción de las barras no entran en el modelo.

Preguntas frecuentes

¿Son los mismos elementos que en los refrigeradores portátiles?
Sí. Un módulo industrial reúne muchas uniones en serie eléctrica y en paralelo térmico. El enfriamiento lo limitan el calentamiento de Joule y la conducción térmica de retorno.
¿Por qué desaparece el voltaje Seebeck cuando las temperaturas se igualan?
V = S ΔT. Si ΔT = 0 no hay difusión dirigida de portadores del borde caliente al frío.
¿Se puede enfriar y generar corriente al mismo tiempo?
No: o el trabajo empuja el calor (Peltier), o el flujo de calor da una fem (Seebeck). El proceso es reversible, pero no en ambos sentidos a la vez.