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Thomas Seebeck
Alexandre Edmond Becquerel |
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Découvrent l'effet photovoltaïque et mettent en pratique l'effet thermoélectrique
Fils de Antoine César Becquerel bien qu'admis à Polytechnique il préfère travailler avec son père. Il participe avec son père à l'étude de l'effet photovoltaïque. C'est lui qui présentera cet effet à l'académie des sciences en 1839.
Il étudie la conductibilité des gaz et met en évidence l'influence de la température sur la conductibilité.
Il
met en pratique l'effet Seebeck, effet
thermoélectrique. L'effet thermoélectrique a été découvert par Thomas
Johan Seebeck (1770 - 1831) en 1821 mais qui
n'est pas allé plus loin . Becquerel utilise cet effet pour la mesure des températures.
Cet effet consiste en l'apparition d'une fem lorsque deux matériaux différents
sont mis au contact. Cette fem est dépendante de la température.
Cette propriété peut donc être utilisée pour la mesure des températures. Dans le montage ci-contre le microvoltmètre va mesurer la différence entre les deux fem produites par les couples ou thermocouples cuivre-constantan 41,5 μV/°c (ces deux matériaux sont faciles à utiliser en laboratoire car il peuvent se souder entre eux à l'aide d'un fer et de la soudure employés en électronique mais ils ne permettent pas de travailler à des températures élevées. Le constantan est un alliage contenant 60% de cuivre et 40% de nickel, coefficient Seebeck -35) si T1=T2 les deux fem sont identiques et en opposition, le micro voltmètre indique 0 . Si les deux températures sont différentes le microvoltmètre indique VT1 - VT2 des tables donnent la température correspondante. Il convient de faire attention aux "soudures parasites" en effet dans le montage ci-dessous les deux fils de cuivre sont connectés aux bornes du microvoltmètre ce qui constitue deux "soudures" supplémentaires. En général, les deux bornes sont dans un même matériaux et à la même température donc les deux fem produites par les "soudures " parasites s'annulent. Le tableau ci-dessous indique les coefficients de Seebeck pour différents matériaux. Ils sont mesurés en couple avec le Hafnium dont le coefficient est proche de 0 |
Exemple de mesure de température à l'aide des couples cuivre-constantan
Il est possible de mesurer des températures très élevées notamment à l'aide de couples tungstène - tungstène rhodié (température de fusion du tungstène : 3410°c)
Élément |
Symbole |
coefficient Seebeck en µV/K |
Élément |
Symbole |
coefficient Seebeck en µV/K |
Élément |
Symbole |
coefficient Seebeck en µV/K |
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3 | Lithium | Li | 4,3 | 41 | Niobium | Nb | 1,05 | 67 | Holmium | Ho | -6,7 |
4 | Béryllium | Be | -2,5 | 42 | Molybdène | Mo | 0,1 | 68 | Erbium | Er | -3,8 |
11 | Sodium | Na | -2,6 | 43 | Technétium | Tc | - | 69 | Thulium | Tm | -1,3 |
12 | Magnésium | Mg | -2,1 | 44 | Ruthénium | Ru | 0,3 | 70 | Ytterbium | Yb | 5,1 |
13 | Aluminium | Al | -2,2 | 45 | Rhodium | Rh | 0,8 | 71 | Lutécium | Lu | -6,9 |
19 | Potassium | K | -5,2 | 46 | Palladium | Pd | 1,1 | 72 | Hafnium | Hf | 0 |
20 | Calcium | Ca | 1,05 | 47 | Argent | Ag | 0,73 | 73 | Tantale | Ta | 0,7 |
21 | Scandium | Sc | -14,3 | 48 | Cadmium | Cd | -0,05 | 74 | Tungstène | W | -4,4 |
22 | Titane | Ti | -2 | 49 | Indium | In | 0,56 | 75 | Rhénium | Re | -1,4 |
23 | Vanadium | V | 2,9 | 50 | Étain | Sn | -0,04 | 76 | Osmium | Os | -3,2 |
24 | Chrome | Cr | 5 | 55 | Césium | Cs | - | 77 | Iridium | Ir | 1,42 |
25 | Manganèse | Mn | -2,5 | 56 | Baryum | Ba | -4 | 78 | Platine | Pt | - |
26 | Fer | Fe | 11,6 | 57 | Lanthane | La | 0,1 | 79 | Or | Au | 0,82 |
27 | Cobalt | Co | -8,43 | 58 | Cérium | Ce | 13,6 | 80 | Mercure | Hg | - |
28 | Nickel | Ni | -8,5 | 59 | Praséodyme | Pr | - | 81 | Thallium | Tl | 0,6 |
29 | Cuivre | Cu | 1,19 | 60 | Néodyme | Nd | -4 | 82 | Plomb | Pb | -0,58 |
30 | Zinc | Zn | 0,7 | 61 | Prométhium | Pm | - | 83 | Bismuth | Bi | - |
31 | Gallium | Ga | 0,5 | 62 | Samarium | Sm | 0,7 | 90 | Thorium | Th | 0,6 |
37 | Rubidium | Rb | -3,6 | 63 | Europium | Eu | 5,3 | 91 | Protactinium | Pa | - |
38 | Strontium | Sr | -3 | 64 | Gadolinium | Gd | -4,6 | 92 | Uranium | U | 3 |
39 | Yttrium | Y | -5,1 | 65 | Terbium | Tb | -1,6 | 93 | Neptunium | Np | 8,9 |
40 | Zirconium | Zr | 4,4 | 66 | Dysprosium | Dy | -4,1 | 94 | Plutonium | Pu | 12 |
Tableau extrait du site Wikipédia: http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck
La naissance d'une fem entre deux matériaux n'est pas seulement à prendre en compte pour les mesures de température mais aussi il est pris en compte par les concepteurs de matériel soumis à l'humidité ou à des fluides divers car la fem produite par deux matériaux au contact peut favoriser une oxydation . Les projeteurs qui sont amenés à utiliser deux matériaux différents vont s'efforcer de choisir des matériaux aux coefficients Seebeck le plus voisin possible.
Edmond Becquerel s'est consacré également à l'étude de la phosphorescence et à la luminescence
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