Efeito de Seebeck

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE

FACULDADE DE CIÊNCIASDEPARTAMENTO DE FÍSICA

Física dos Semicondutores e Dispositivos semicondutores

Por: Belarmino Matsinhe, Raimundo Satela e Julieta MahumaneMarço ,2012

Sequência de apresentação Tema: Efeito Seebeck

- Introdução- Explanação do tema- Considerações finais- Bibliografia consultada

Física dos semicondutores e dispositivos semicondutores

Introdução Tema: Efeito Seebeck

Def:

É a produção de uma diferença de potencial (tensão eléctrica) entre duas junções de semicondutores (ou condutores) de materiais diferentes, quando elas estão a diferentes temperaturas.



Quando a transferência de energia ocorre em um meio estacionário, isto é, semicodutor em virtude de um gradiente de temperatura, e normalmente usa-se o termo transferência de calor por condução, surge em determinadas condições de montagem o efeito seebeck. Os dispositivos em que isso se processa são designados termopares.



Com o desenvolvimento de um protótipo experimental de um sistema para demonstração prática do efeito seebeck tornaria a explanação mais convicente. A importância destes processos depende da energia emitida por unidade de tempo.



porém, o desafio agora, é descrever asseguir de forma teórica e compacta aos físicos com percepção tão distinta o efeito seebeck – seu principio físico e importância. Visto que este trabalho propõe uma explanação do Efeito Seebeck como forma de transformaçao de energia, no caso de térmica para elétrica em semicondutores.


Explanação Tema: Efeito Seebeck

Aplicando uma diferença um gradiente de temperatura em dois semicondutores conectados,pode-se criar uma diferenca de tensão no sistema. Assim sendo, suponhamos que dois pedaços de certo metal sejam soldados aos extremos e de um pedaço de metal de natureza diferente (Por exemplo: cobre e ferro) veja fig1.



Aplicando uma diferença um gradiente de temperatura em dois semicondutores conectados,pode-se criar uma diferenca de tensão no sistema. Assim sendo, suponhamos que dois pedaços de certo metal sejam soldados aos extremos e de um pedaço de metal de natureza diferente (Por exemplo: cobre e ferro) veja fig1.

fig.1 Esquema de um efeito seebeck



Se as duas soldas e forem mantidas a temperaturas diferentes, aparecerá entre os seus extremos uma diferença de potencial. É importante notar que o fenômeno existe somente quando há diferença de temperatura entre as duas junções. Não havendo diferença de temperatura, mesmo que as duas junções sejam aquecidas não há termoeletricidade.



O efeito Seebeck é também consequência do fenômeno de difusão de portadores de carga.este mecanismo de transporte está associado a presença de gradiente de concetração dos poetadores de carga. Surge portanto, uma densidades de corrente dadas pela seguinte relação:

(eq.1)


Explanação : princípios físicos Tema: Efeito Seebeck


o efeito de seebeck deriva de uma propriedade física dos condutores metálicos submetidos a um gradiente térmico em suas extremidades,

Explanação : princípios físicos Tema: Efeito Seebeck


a extremidade mais quente faz com que os elétrons dessa região tenham maior energia cinética e se acumulem no lado mais frio, gerando uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades do condutor na ordem de alguns milivolts (mV).


e a densidade de corrente total devido a condução e difusão será:

(eq.2)O "efeito frio" ou "carga termica" e a taxa de bombeamento de calor a partir do lado frio, e a soma dos seguintes termos :









Isso resulta em, Qc , a taxa de bombeamento de calor a partir do lado frio e P e a energia eletrica consumida, e pode ser escrita:

(eq.3)onde:

α é o coeficiente de Seebeck,Tc é a temperatura do lado frio do

modulo termoeletrico, I é a corrente eletrica,



R é a resistencia eletrica (R), K é o total de condutancia térmica do

modulo termoeléctrico, ΔT é a diferenca entre as temperaturas

dos lados quente e fria (Th - Tc) .

a tensão total do sistema será a soma da tensão de Joule e a teradadada por:



seja:

entao teremos: (eq.4)


considerações finais Tema: Efeito Seebeck

O efeito seebeck é a base para construção de pilhas atómicas (Gerador termoelétrico de radioisótopos) para produzir pequenas potências, mas de longa duração. A maior desvantagem da utilização da geração de energia termelétrica direta é a baixa potência. Isto obriga a construção de milhares de células termelétricas para a obtenção de alguns Watts de potência.


Bibliografia Consultada

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Artigos Ciêntificos1. Trindade, Nelo Marcos.(2009). Investigação das Pripriedades ópticas e eléctricas em Alexandrite Natural e Sintéctica. Impressão académica. Universidade Estadual Paulista.Bauru-Brasil.2. Celso Manuel Figueiredo Paiva João.(2009). Novos materiais para amplificadores laser. Impressão académica . Instituto Superior Técnico.Lisboa.

Sites1.www.wikipedia.com/enciclopedia livre/lasers-funcionamento e constiuição

Livros1. Skoog.Holler.Nieman).Principios de Análise Instrumental. 5 O Edição. Artmed editora .


Artigos Ciêntificos1. Trindade, Nelo Marcos.(2009). Investigação das Pripriedades ópticas e eléctricas em Alexandrite Natural e Sintéctica. Impressão académica. Universidade Estadual Paulista.Bauru-Brasil.2. Celso Manuel Figueiredo Paiva João.(2009). Novos materiais para amplificadores laser. Impressão académica . Instituto Superior Técnico.Lisboa.

Sites1.www.wikipedia.com/enciclopedia livre/lasers-funcionamento e constiuição

Livros1. Skoog.Holler.Nieman).Principios de Análise Instrumental. 5 O Edição. Artmed editora .


Artigos Ciêntificos1. Roque, Bruno.Oliveira,GuilhermeT.(2009.Termopares. Impressão académica. Urberlandia-Brasil.2 .REVISTA CIÊNCIAS EXATAS – UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ (UNITAU) – BRASIL – VOL. 17, N. 1, 2011

Sites1.www.wikipedia.com/enciclopedia

Livros1. Utui.Rogério .(2001).Metodos de Fisica Experimental.U.E.M.Maputo


Artigos Ciêntificos1. Roque, Bruno.Oliveira,GuilhermeT.(2009.Termopares. Impressão académica. Urberlandia-Brasil.2 .REVISTA CIÊNCIAS EXATAS – UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ (UNITAU) – BRASIL – VOL. 17, N. 1, 2011

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Livros1. Utui.Rogério .(2001).Metodos de Fisica Experimental.U.E.M.Maputo

agradecimentos

Obrigado Pela Atenção Prestada(OPAP)

“não há saber superior ou inferior, mas um só , que brota da experimentação”- Leonardo da Vinci, 1452-1519

Obrigado Pela Atenção Prestada(OPAP)

“não há saber superior ou inferior, mas um só , que brota da experimentação”- Leonardo da Vinci, 1452-1519

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