Kas ir Zībeka efekts?

Zēbeka efekts, kas tika atklāts 1821. gadā, ir viena no trim atgriezeniskām parādībām, kas apraksta līdzīgus procesus saistībā ar termoelektriskumu, vadītspēju un temperatūru. Peltjē efekts pirmo reizi tika novērots 1834. gadā, un Tomsona efekts pirmo reizi tika izskaidrots 1851. gadā.

Zēbeka efekts ir nosaukts Austrumprūsijas zinātnieka Tomasa Johana Zēbeka (1770-1831) vārdā. 1821. gadā Zēbeks atklāja, ka ķēde, kas izgatavota no diviem atšķirīgiem metāliem, vada elektrību, ja abas vietas, kur metāli savienojas, tiek turētas dažādās temperatūrās. Zībeks novietoja kompasu netālu no paša uzbūvētās ķēdes un pamanīja, ka adata novirzās. Viņš atklāja, ka novirzes lielums palielinājās proporcionāli, palielinoties temperatūras starpībai. Viņa eksperimentos arī tika atzīmēts, ka temperatūras sadalījums pa metāla vadītājiem neietekmēja kompasu. Tomēr, mainot viņa izmantoto metālu veidus, tika mainīts adatas novirzes lielums.

Zēbeka koeficients ir skaitlis, kas raksturo spriegumu, kas rodas starp diviem vadītāja punktiem, kur starp punktiem pastāv vienmērīga temperatūras starpība 1 kelvina apmērā. Zēbeka eksperimentos esošie metāli reaģēja uz temperatūru, radot ķēdē strāvas cilpu un magnētisko lauku. Tobrīd nezinot par elektrisko strāvu, Zēbeks kļūdaini pieņēma, ka tas ir termomagnētisks efekts.

1834. gadā franču zinātnieks Žans Čārlzs Atanāzs Peltjē (1784-1845) aprakstīja otru cieši saistīto parādību, kas tagad pazīstama kā Peltjē efekts. Savā eksperimentā Peltjē mainīja spriegumu starp metāla vadītājiem un atklāja, ka temperatūra abos krustojumos mainās proporcionāli. 1839. gadā vācu zinātnieks Heinrihs Lencs (1804-1865) paplašināja Peltjē atklājumu un aprakstīja siltuma pārnesi krustojumos atkarībā no virziena, kādā strāva plūst pa ķēdi. Lai gan šie divi eksperimenti bija vērsti uz dažādām ķēdes daļām un termoelektriskajiem efektiem, tos bieži dēvē vienkārši par Zēbeka-Peltjē efektu vai Peltjē-Zēbeka efektu.

1851. gadā britu fiziķis Viljams Tomsons (1824-1907), vēlāk pazīstams kā pirmais barons Kelvins, novēroja, ka viena veida metāla vadītāja sildīšana vai dzesēšana no elektriskās strāvas. Tomsona efekts apraksta siltuma ātrumu, kas rodas vai absorbēts strāvu nesošā metālā vai citā vadošā materiālā, kas pakļauts temperatūras gradientam.

Termopāra termometri ir elektroinženierijas instrumenti, kuru pamatā ir Zībeka efekta un Peltjē un Tompsona efektu mērīšana. Termometri darbojas, pārvēršot termiskā potenciāla starpību elektriskā potenciāla starpībā.