L’effetto Seebeck descrive un fenomeno termoelettrico mediante il quale le differenze di temperatura tra due metalli dissimili in un circuito si convertono in una corrente elettrica.
Scoperto nel 1821, l’effetto Seebeck è uno dei tre fenomeni reversibili che descrivono processi simili relativi alla termoelettricità, alla conduttività e alla temperatura. L’effetto Peltier fu osservato per la prima volta nel 1834 e l’effetto Thomson fu spiegato per la prima volta nel 1851.
L’effetto Seebeck prende il nome dallo scienziato della Prussia orientale Thomas Johann Seebeck (1770-1831). Nel 1821, Seebeck scoprì che un circuito composto da due metalli dissimili conduce elettricità se i due punti in cui i metalli si connettono sono mantenuti a temperature diverse. Seebeck ha posizionato una bussola vicino al circuito che ha costruito e ha notato che l’ago deviava. Scoprì che l’entità della deflessione aumentava proporzionalmente all’aumentare della differenza di temperatura. I suoi esperimenti hanno anche notato che la distribuzione della temperatura lungo i conduttori metallici non ha influenzato la bussola. Tuttavia, cambiando i tipi di metalli che ha usato ha cambiato la grandezza che l’ago ha deviato.
Il coefficiente di Seebeck è un numero che descrive la tensione prodotta tra due punti su un conduttore, dove esiste una differenza di temperatura uniforme di 1 kelvin tra i punti. I metalli negli esperimenti di Seebeck reagivano alle temperature, creando un circuito di corrente nel circuito e un campo magnetico. Ignaro di una corrente elettrica in quel momento, Seebeck ritenne erroneamente che si trattasse di un effetto termomagnetico.
Nel 1834, lo scienziato francese Jean Charles Athanase Peltier (1784-1845) descrisse il secondo fenomeno strettamente correlato, ora noto come effetto Peltier. Nel suo esperimento, Peltier ha cambiato la tensione tra i conduttori metallici e ha scoperto che la temperatura in entrambe le giunzioni cambiava proporzionalmente. Nel 1839, lo scienziato tedesco Heinrich Lenz (1804-1865) approfondì la scoperta di Peltier e descrisse il trasferimento di calore alle giunzioni, a seconda della direzione in cui la corrente scorre lungo il circuito. Sebbene questi due esperimenti fossero focalizzati su diverse parti del circuito e sugli effetti termoelettrici, sono spesso indicati semplicemente come effetto Seebeck-Peltier o effetto Peltier-Seebeck.
Nel 1851, il fisico britannico William Thomson (1824-1907), in seguito noto come il primo barone Kelvin, osservò che il riscaldamento o il raffreddamento di un singolo tipo di conduttore metallico da una corrente elettrica. L’effetto Thomson descrive il tasso di calore creato o assorbito in un metallo che trasporta corrente o altro materiale conduttivo, soggetto a un gradiente di temperatura.
I termometri a termocoppia sono strumenti di ingegneria elettrica basati sulla misurazione dell’effetto Seebeck e degli effetti Peltier e Thompson. I termometri funzionano convertendo la differenza di potenziale termico in differenza di potenziale elettrico.