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THERMOÉLECTRICITÉ

Définition des effets thermoélectriques

Trois effets thermoélectriques ont été établis expérimentalement : l'effet Seebeck, l'effet Peltier et l'effet Thomson.

L'effet Seebeck concerne l'apparition d'une force électromotrice dans un circuit ouvert constitué de deux conducteurs différents, lorsque les jonctions sont à des températures différentes :

le coefficient α12 est appelé le pouvoir thermoélectrique existant entre les conducteurs 1 et 2.

L'effet Peltier a trait à la production (ou à l'absorption) de chaleur au niveau de la jonction de deux conducteurs quand un courant dI les parcourt :

un changement de sens de parcours du courant transforme le dégagement de chaleur en absorption de chaleur ; c'est le principe de la réfrigération par effet Peltier.

Enfin, l'effet Thomson se rapporte à la production (ou à l'absorption) de chaleur provoquée par le passage d'un courant I dans une portion de conducteur de longueur dx, en présence d'un gradient de température :

où τ est dit coefficient de Thomson du conducteur.

Des relations existent entre α, π et τ ; elles peuvent être établies d'après les lois de la thermodynamique des processus irréversibles (mais elles ont été établies d'une manière non rigoureuse dès le xixe siècle). La relation de Kelvin :

où T désigne la température absolue, relie les grandeurs π et α ; et l'on a également :
car le pouvoir thermoélectrique relatif existant entre deux conducteurs est égal à la différence des pouvoirs thermoélectriques absolus de chacun des conducteurs ; on a de plus :

Il est aisé, par application de la relation (1), d'obtenir de manière expérimentale les pouvoirs thermoélectriques relatifs des conducteurs les uns par rapport aux autres. Il est difficile, en revanche, d'obtenir les valeurs absolues correspondantes. Il suffirait, selon les relations (4), (5) et (6), de mesurer un seul pouvoir thermoélectrique absolu pour les obtenir tous ; mais c'est assez délicat.

Conducteurs : propriétés - crédits : Encyclopædia Universalis France

Conducteurs : propriétés

Des mesures directes à partir de :

ou indirectes à partir de l'effet Hall ont cependant été faites. Elles permettent de constater que α est nul pour le plomb et l'étain. Des mesures relatives permettent ensuite de classer tous les conducteurs que l'on désire. Il est à noter que la valeur du pouvoir thermoélectrique dépend beaucoup de l'état et de la pureté des matériaux.

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Écrit par

  • : ingénieur de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles (E.S.P.C.I.) de Paris, ingénieur en chef à la Direction des activités Télécom de la Compagnie Industrielle des Télécommunications (C.I.T.-ALCATEL)

Classification

Pour citer cet article

Michel ALAIS. THERMOÉLECTRICITÉ [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Couple thermoélectrique - crédits : Encyclopædia Universalis France

Couple thermoélectrique

Conducteurs : propriétés - crédits : Encyclopædia Universalis France

Conducteurs : propriétés

Alliages de tellurure de bismuth - crédits : Encyclopædia Universalis France

Alliages de tellurure de bismuth

Autres références

  • BECQUEREL ANTOINE CÉSAR (1788-1878)

    • Écrit par Georges KAYAS
    • 344 mots

    Ancien élève de l'École polytechnique (où il entre en 1806), sorti dans le corps des ingénieurs militaires, Becquerel, après la chute de Napoléon, se consacre uniquement à la science et il est le premier à occuper la chaire de physique au Muséum d'histoire naturelle de Paris (1838). Il est le chef...

  • CURIUM

    • Écrit par Marc LEFORT, Monique PAGÈS
    • 1 228 mots
    ...d'un nucléide se dissipe presque intégralement sous forme de chaleur qu'on peut, dans certains cas, transformer avantageusement en énergie électrique. Aussi certains émetteurs alpha, tels 244Cm, 242Cm, 238Pu, présentent-ils un grand intérêt comme sources thermo-électriques, en particulier pour équiper...
  • ÉLECTRICITÉ - Histoire

    • Écrit par Jacques NICOLLE
    • 6 197 mots
    • 11 médias
    Ainsi, Thomas Johann Seebeck (17701831) met en évidence les effets thermo-électriques (production de courants) qui se manifestent dans un circuit constitué de deux métaux dont les deux soudures se trouvent à des températures différentes. Il devenait donc possible (c'est une étape importante) de transformer...
  • ÉLECTRICITÉ - Lois et applications

    • Écrit par Jean-Marie DONNINI, Lucien QUARANTA
    • 4 773 mots
    • 8 médias
    Si le passage du courant électrique produit un dégagement de chaleur (effet Joule), le transport et la diffusion des porteurs de charge entraîne d'autres effets. Dans l'effet Peltier, le passage d'un courant peut absorber de la chaleur (on utilise cet effet dans certains petits réfrigérateurs...
  • Afficher les 7 références

Voir aussi