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Tutorial MenueSensorikLerneinheit 7 von 7

Elektrochemische und elektronische Detektionsverfahren in der Sensorik

Seebeck-Effekt

Erwärmt man zwei Enden eines Metallstabes unterschiedlich, so lässt sich eine Spannung messen. Diese Potenzialdifferenz entsteht durch die Polarisierung des Metalls.

Der Effekt lässt sich mit dem Elektronengasmodell der metallischen Bindung erklären. Die Valenzelektronen im Metall sind frei beweglich. Die Valenzelektronen an der warmen Seite (Tw) besetzen durch die Energiezufuhr in Form von Wärme Quantenzustände höherer Energie als die an der kälteren Seite (Tk). Jedes System versucht, seinen energetisch günstigsten Zustand anzunehmen. Die Elektronen streben somit die Reduzierung ihrer Wärmebewegung an. Elektronen wandern von der Warmseite zur Kaltseite, bis ein Konzentrationsausgleich stattfindet. Der bis dahin erzeugte Strom wirkt seiner Ursache entgegen. Er nimmt Wärme auf der warmen Seite auf und gibt sie an der kalten Seite wieder ab.

Die entstehende Thermospannung ist sehr gering. Schließt man jedoch zwei verschiedene Metalle in einem Stromkreis zusammen und hält ihre Kontaktstellen auf unterschiedlichen Temperaturen, so verstärkt sich der Effekt.

Mit der Thermospannung können Temperaturen gemessen werden.

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