Cosa è l'effetto Thomson?

Cos'è l'effetto Thomson?

Definizione dell'effetto Thomson

L'effetto Thomson è una parte importante del fenomeno della termoelettricità, che descrive il fenomeno di assorbimento o rilascio di calore in un conduttore (o semiconduttore) in presenza di un gradiente di temperatura quando un corrente elettrica attraversa il conduttore.

Principio di funzionamento

Quando una corrente elettrica passa attraverso un conduttore con un gradiente di temperatura, gli elettroni (o altri portatori di carica) sperimentano un ambiente termico diverso durante il loro movimento. Poiché i portatori hanno stati energetici diversi a temperature diverse, rilasciano energia (esotermico) quando si muovono dalla regione ad alta temperatura a quella a bassa temperatura, e assorbono energia (endotermico) quando si muovono dalla regione ad alta temperatura. Questo fenomeno può essere descritto dal coefficiente di Thomson (T) per quantificarlo, che definisce la variazione di calore generato quando una unità di corrente passa attraverso un gradiente di temperatura unitario.

P T è la potenza termica per unità di lunghezza;

Σ è un coefficiente di Thomson

I∇ è l'intensità della corrente

∇T è il gradiente di temperatura

Formula dell'effetto Thomson

P T è la potenza termica per unità di lunghezza;

Σ è un coefficiente di Thomson

I∇ è l'intensità della corrente

∇T è il gradiente di temperatura

Applicazioni

• Refrigeratori termoelettrici: Sebbene basati principalmente sull'effetto Peltier, la comprensione dell'effetto Thomson è molto importante per progettare refrigeratori termoelettrici efficienti.

• Generatori termoelettrici: L'effetto Thomson è anche un fattore da considerare nello sviluppo di generatori termoelettrici per convertire il calore disperso in elettricità.

• Ricerche sui materiali termoelettrici: L'effetto Thomson fornisce una base teorica importante per lo sviluppo di nuovi materiali termoelettrici.