Как работает эффект Зеебека в термоэлементах?

Эффект Зеебека в термоэлементах работает следующим образом: в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС), если места контактов поддерживают при разных температурах. ru.wikipedia.org

Возникновение эффекта Зеебека вызвано несколькими составляющими: ru.wikipedia.org

1. Объёмная разность потенциалов. ru.wikipedia.org Если вдоль проводника существует градиент температуры, то электроны на горячем конце приобретают более высокие энергии и скорости, чем на холодном. ru.wikipedia.org В результате возникает поток электронов от горячего конца к холодному. ru.wikipedia.org На холодном конце накапливается отрицательный заряд, а на горячем остаётся нескомпенсированный положительный заряд. ru.wikipedia.org Процесс накопления заряда продолжается до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не вызовет поток электронов в обратном направлении, равный первичному, благодаря чему установится равновесие. portal.tpu.ru
2. Контактная разность потенциалов. ru.wikipedia.org Вызвана отличием энергий Ферми у контактирующих различных проводников. ru.wikipedia.org При создании контакта химические потенциалы электронов становятся одинаковыми, и возникает контактная разность потенциалов. ru.wikipedia.org Если температура одного из контактов изменится, то, поскольку энергия Ферми зависит от температуры, контактная разность потенциалов также изменится. ru.wikipedia.org Но если изменилась внутренняя контактная разность потенциалов, то изменилось электрическое поле в одном из контактов, и поэтому циркуляция вектора ЭДС будет отлична от нуля, то есть появляется ЭДС в замкнутой цепи. ru.wikipedia.org
3. Фононное увлечение. ru.wikipedia.org Если в твёрдом теле существует градиент температуры, то число фононов, движущихся от горячего конца к холодному, будет больше, чем в обратном направлении. ru.wikipedia.org В результате столкновений с электронами фононы могут увлекать за собой последние и на холодном конце образца будет накапливаться отрицательный заряд (на горячем — положительный) до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не уравновесит эффект увлечения. ru.wikipedia.org

Когда цепь замкнута, в ней течёт электрический ток (называемый термотоком), причём изменение знака у разности температур спаев сопровождается изменением направления термотока. portal.tpu.ru