Salmonsen - Termoelektricitet

Termoelektricitet, Elektricitet frembragt ved Varme. Naar to Traade eller Stænger af forskellige elektriske Ledere forbindes saaledes, at de tilsammen danner en lukket Kreds, vil der ikke opstaa nogen elektrisk Strøm i Kredsen, saa længe den har samme Temperatur overalt. Men holdes de to Sammenstødspunkter, »Loddestederne«, paa forskellig Temperatur, vil Kredsen gennemløbes af en elektrisk Strøm, og Temperaturforskellen har altsaa fremkaldt en elektromotorisk Kraft i Kredsen (opdaget af Seebeck 1821). Denne »Termokraft« afhænger baade af Lederens Natur og af Temperaturforskellen mellem Loddestederne. Den kan ligesom enhver anden elektromotorisk Kraft maales med et Galvanometer eller bedre ved Kompensation i en passende Maalebro. Man anfører sædvanlig Termokraften for de forskellige Metaller i Forhold til et Normalmetal; som saadant har man tidligere anvendt Bly, navnlig fordi der ved dette Metal ingen Thomson-Effekt findes (se ndf.); det er imidlertid langt fordelagtigere at benytte Platin til Normalmetal, da det kan fremstilles meget rent og kan bruges inden for langt større Temperaturomraade end Bly. I hosstaaende Tabel er denne Termokraft mod Platin anført for en Række Metaller; under Maaling og ved de praktiske Anvendelser er oftest baade Metallet og Platintraaden loddede til to ens Traade, som Regel Kobbertraade, og i Tabellen er forudsat, at disse to Loddesteder har Temperatur 0° C. Termokraften regnes positiv, hvis den frembragte Strøm ved Loddestedet mellem Platin og Metallet løber fra Metallet til Platin. Tabellen forudsætter endelig, at dette loddested er opvarmet til 100°.

For et vilkaarligt Par Metaller faas Termokraften som Forskellen mellem de anførte Tal; saaledes er for Konstantan-Kobber Termokraften = 3,5 - (-0,7) = 4,2 Millivolt. Den nævnte Spændingsrække gælder kun for det angivne Temperaturomraade; for andre Temperaturer kan ikke blot Størrelsen af Termokraften, men ogsaa Metallernes Rækkefølge, forandres. Fuldstændig Overblik faar man derfor først, naar man kender Termokraftens Størrelse for alle Temperaturer af Loddestedet.

T. finder praktisk Anvendelse dels til Temperaturmaaling ved Termoelementer (se Termometer) og dels i Termosøjlen (Termostøtten). En saadan dannes ved at sammenlodde Traade af to Metaller, M₁ og M₂, til en sammenhængende Ledning efter Ordenen M₁ M₂ M₁ M₂ M₁ o. s. v. Ledningen ombøjes saaledes, at alle Loddestederne M₁ M₂ vender til den ene Side, M₂ M₁ til den anden. Ved Brugen opvarmes den ene Side, altsaa hverandet Loddested, og den elektromotoriske Kraft, hele Støtten frembringer, vil da være Summen af Kræfterne i de enkelte Elementer, hvert bestaaende af to Traade. Termosøjlen anvendes især til Maaling af Straaling (s. d.), navnlig paa Grund af dens ringe Varmekapacitet; man sværter da ofte de mod Straalekilden vendende Loddesteder, for at gøre Absorptionen af Straalingen saa fuldkommen som mulig. I nær Forbindelse med den omtalte Virkning staar Peltiereffekten og Thomsoneffekten.

Peltiereffekten bestaar i følgende: Sendes en elektrisk Strøm gennem to Metaltraade, der er loddede sammen, vil der i Loddestedet ske en Varmetoning; denne vil altid være saadan, at den søger at frembringe en Strøm modsat den oprindelige. Sendes saaledes en Strøm fra en Jerntraad over i en Konstantantraad, saa vil Loddestedet opvarmes; thi ifølge Tabellen ovenfor vil en Opvarmning af et Loddested mellem Jern og Konstantan give en Strøm med Retning Konstantan → Jern, altsaa modsat den oprindelige Strøm. Varmetoningen er proportional med Strømstyrken og afhænger selvfølgelig af Metallernes Natur.

Princippet i Thomsoneffekten er følgende: opvarmer man en Metaltraad paa Midten, medens Enderne holdes ved konstant lavere Temperatur, og sender man samtidig en elektrisk Strøm gennem Traaden, saa forskydes Temperaturmaksimet i en Retning, afhængig af Metallets Natur. For nogle Metaller, f. Eks. Antimon, Zink og Kobber, flyttes Maksimet med Strømmen, for andre Metaller, som Vismut og Platin, forskydes Maksimet imod Strømretningen. I Bly er Thomsoneffekten praktisk talt 0, og det er Aarsagen til, at man tidligere brugte Bly som Normalmetal i den termoelektriske Spændingsrække. Thomsoneffekten bestaar altsaa i, at der i Metaltraade foruden den sædvanlige Strømvarme sker en Varmetoning paa de Steder, hvor der er Temperaturvariationer; Varmetoningen er proportional med Strømstyrken og med Temperaturvariationen.

Fremkomsten af den termoelektriske Kraft forklares ved Elektronteorien ud fra den Forudsætning, at der i Metallerne findes fri Elektroner, der bevæger sig med en Gennemsnitshastighed, svarende til Temperaturen. Loddes to Metaller sammen, vil Grænsefladen rammes af Elektroner fra begge Sider, og hvis Antallet af fri Elektroner pr cm³ er forskelligt i de to Metaller, vil der opstaa en Spændingsforskel mellem dem. Ved Forandring af Loddestedets Temperatur forandres baade Antallet af fri Elektroner og disses Gennemsnitshastighed, og Spændingsforskellen vil følgelig ogsaa forandres. Ogsaa Peltiereffekten og Thomsoneffekten er søgt forklaret ved Elektronteorien. Varmeteorien giver en Sammenhæng mellem alle tre termoelektriske Fænomener. (Litt.: K. Baedecker, »Die elektrische Erscheinungen in metallischen Leitern«; Geiger & Scheel, »Handbuch der Physik«, Bind XIII).

[Salmonsens Konversationsleksikon, 1927]

• Opslag, Salmonsens Konversationsleksikon
• Salmonsen - Peltier, Jean Charles Athanase

• Salmonsens konversationsleksikon [Project Runeberg]
•