Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Dal calore alla corrente e viceversa
La termoelettricità (branca della fisica) studia le interazioni fra gradienti di temperatura e differenze di potenziale elettrico in materiali liquidi e solidi. Vi sono tre effetti termoelettrici i quali, in assenza di un campo magnetico, interessano la diffusione del calore e dei portatori di carica: l’effetto Seebeck (1822), l’effetto Peltier (1834) e l’effetto Thomson (1854). Con la voce “portatori di carica” si intendono gli elettroni, i quali hanno carica elettrica negativa, e le lacune le quali, in valore assoluto, hanno la stessa carica elettrica degli elettroni ma sono di segno positivo. L’effetto termoelettrico è un fenomeno alquanto interessante che si manifesta nei conduttori (o nei semiconduttori) elettrici quando vengono a trovarsi in un gradiente di temperatura. Questo significa che un capo del conduttore si trova ad una determinata temperatura “T1” e l’altro capo si trova ad una temperatura “T2” superiore o inferiore a “T1”. La direzione e l’intensità delle variazioni di temperatura, e quindi il gradiente della stessa, tende a diffondere i portatori di carica mobili dei conduttori (o dei semiconduttori) lungo il materiale. Dai portatori di carica mobili dipende la conducibilità elettrica (o conduttività), essi tendono a propagarsi dalla zona a temperatura più alta verso la zona a temperatura più bassa. Quando la corrente è nulla (ci troviamo quindi all’equilibrio elettrico) si genera una differenza di potenziale, tra la zona calda e la zona fredda, che contrasta la diffusione di elettroni, o di lacune, legata al gradiente termico. Negli articoli che seguiranno riporteremo descrizioni semplificate degli effetti: Seebeck, Peltier e Thomson.
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Gradiente di uno scalare
Scusate l’ignoranza, ma cosa si intende esattamente per equilibrio elettrico? Grazie in anticipo, Loris.
Un corpo è in equilibrio elettrico se tutti i suoi atomi sono allo stato neutro, cioè quando in ogni atomo la carica positiva del nucleo è bilanciata dalla carica negativa degli elettroni che gli girano attorno.