L’effet Seebeck décrit un phénomène thermoélectrique par lequel les différences de température entre deux métaux différents dans un circuit se transforment en un courant électrique.
Découvert en 1821, l’effet Seebeck est l’un des trois phénomènes réversibles décrivant des processus similaires liés à la thermoélectricité, la conductivité et la température. L’effet Peltier a été observé pour la première fois en 1834 et l’effet Thomson a été expliqué pour la première fois en 1851.
L’effet Seebeck doit son nom au scientifique de Prusse orientale Thomas Johann Seebeck (1770-1831). En 1821, Seebeck a découvert qu’un circuit composé de deux métaux différents conduit l’électricité si les deux endroits où les métaux se connectent sont maintenus à des températures différentes. Seebeck a placé une boussole près du circuit qu’il a construit et a remarqué que l’aiguille a dévié. Il a découvert que l’amplitude de la déviation augmentait proportionnellement à l’augmentation de la différence de température. Ses expériences ont également noté que la répartition de la température le long des conducteurs métalliques n’affectait pas la boussole. Cependant, changer les types de métaux qu’il utilisait a changé l’ampleur de la déviation de l’aiguille.
Le coefficient Seebeck est un nombre décrivant la tension produite entre deux points sur un conducteur, où une différence de température uniforme de 1 kelvin existe entre les points. Les métaux dans les expériences de Seebeck réagissaient aux températures, créant une boucle de courant dans le circuit et un champ magnétique. Ignorant l’existence d’un courant électrique à l’époque, Seebeck a supposé à tort qu’il s’agissait d’un effet thermomagnétique.
En 1834, le scientifique français Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) a décrit le deuxième phénomène étroitement lié, maintenant connu sous le nom d’effet Peltier. Dans son expérience, Peltier a modifié la tension entre les conducteurs métalliques et a découvert que la température à chaque jonction changeait proportionnellement. En 1839, le scientifique allemand Heinrich Lenz (1804-1865) a développé la découverte de Peltier et décrit le transfert de chaleur au niveau des jonctions, en fonction de la direction dans laquelle le courant circule le long du circuit. Alors que ces deux expériences étaient axées sur différentes parties du circuit et les effets thermoélectriques, elles sont souvent appelées simplement effet Seebeck-Peltier ou effet Peltier-Seebeck.
En 1851, le physicien britannique William Thomson (1824-1907), plus tard connu sous le nom de premier baron Kelvin, a observé que le chauffage ou le refroidissement d’un seul type de conducteur métallique à partir d’un courant électrique. L’effet Thomson décrit le taux de chaleur créée ou absorbée dans un métal porteur de courant ou un autre matériau conducteur, soumis à un gradient de température.
Les thermomètres à thermocouple sont des outils d’ingénierie électrique basés sur la mesure de l’effet Seebeck et des effets Peltier et Thompson. Les thermomètres fonctionnent en convertissant la différence de potentiel thermique en différence de potentiel électrique.