Bonsoir,
Dans le cadre de mon TIPE, je cherche à réaliser l’expérience d’une mesure de coefficient Seebeck en thermoéléctricité.
Les semi-conducteurs étant les matériaux dont le coefficient est le plus élevé, j’ai choisi de réaliser mon expérience sur l’un d’eux.
Il me faut donc une plaque d’un semi-conducteur de dimensions 40x5cm et d’épaisseur quelconque.
Cependant, au fil de mes recherches, je n’arrives pas à trouver un semi-conducteur à la fois sous cette forme et pas trop cher : par exemple, le silicium (utiliser notamment en électronique) existe sous forme de wafer (=disque très mince) mais les prix sont excessivement cher (de l’ordre de 300 euros).
Ainsi j’aimerai savoir si quelqu’un ne connaitrai pas un semi-conducteur qui remplit mes conditions ?
J’ai déjà chercher pour du bismuth de tellurure Be2Te3 (un des plus efficace à basse température), du germanium, du tellurure mais pour l’instant mes recherches n’ont pas abouti…
Bonne soirée
Justement, par exemple pour le silicium, son coefficient de Seebeck à 300K vaut 440 µV/K. En comparaison, celui du cuivre ne vaut que 1,19 µV/K.
En fait, mon professeur de physique m’a parlé d’élèves l’année précédente qui avaient déjà tentés de réaliser l’expérience. Ils avaient effectivement utilisé un métal classique, le cuivre, mais ils ont eu du mal à mesurer la différence de potentiel. Le coefficient étant très faible, ils ont du appliquer un gradient de température important (notamment en utilisant un sèche-cheveux à partir d’un moment…) ce qui, vu le dispositif qu’ils ont utilisé et que je compte utiliser, n’est pas optimal.
D’ailleurs, comme tu peux le voir, même pour les semi-conducteurs la différence de potentiel à mesurer est très faible, c’est pour cela que j’essaye si possible d’éviter de traiter des métaux classiques.
Dans le matos de la prépa agreg de l’ENSL je n’ai jamais vu de morceau de semi-conducteur avec les dimensions que tu donnes. Ca doit donc coûter sacrément cher. Je ne sais pas comment ton lycée est équipé en microvoltmètres, surement très peu, mais je sais que ça existe par contre.
Mais je crois (sans garantie) que la mesure d’un coefficient de Seebeck est une expérience pouvant être montée en agreg, ce qui signifie que ça doit pouvoir se faire « raisonnablement ». Si c’est bien décrit dans un bouquin, il y a des chances que ce soit dans le Dictionnaire de Physique expérimentale, tome Thermodynamique, de Lucien Quaranta.
Tout d’abord, merci votre aide, je vais essayer de me procurer rapidement ce livre.
Suite à ce que vous dites, j’en déduis que peut-etre ma méthode pour mesurer le coefficient ne doit alors pas être adaptée.
En fait, l’année précédente, ils avaient placé leur plaque de cuivre en U au dessus d’un bain thermostaté d’un côté et au dessus d’un bécher avec un mélange eau-glaçon afin de maintenir une température d’environ 0°C de l’autre.
Je comptais ainsi l’adapter avec une plaque de semi-conducteur.
J’avais essayer de penser à d’autres dispositifs comme l’utilisation d’un four mais j’avais toujours le même problème de longueur de ma plaque.
En cherchant justement dans google des informations sur la mesure du coefficient Seebeck pour l’agrégation, je suis tombé sur ce lien pdf :
poisson.ens.fr/Collection/documents/polys/p1.pdf
L’expérience qu’il propose implique un module Peltier composé de N thermocouples.
Or j’avais en tête plutôt de mesurer le coefficient d’un matériaux quelconque, sans utiliser quelque chose qui vient du commerce.
Avez-vous une autre idée afin de mener cette expérience ?
mode ingé ON 
Que veux tu montrer exactement?
Tu veux mesurer le coefficient Seebeck d’un couple de matériau?
Si oui, que dit la théorie?
Ca va valoir dans les combien en gros?
Combien va t il falloir mesurer de points?
Comment va t on mesurer la temperature?
En prime : cite moi une application de l’effet Seebeck.
bien!
sais tu expliqer cet effet avec les mains (c’est compliqué quand on n’a jamais fait de physique du solide)
Alors si j’ai bien compris, les porteurs de charges sont répartis de manière uniforme dans le matériau. La présence d’un gradient de température va permettre aux porteurs présents à l’extrémité chaude d’acquérir de l’énergie cinétique et vont alors avoir tendance à se diffuser vers l’extrémité froide, créant ainsi une ddp.
Concernant mon problème expérimental, j’ai peut être trouvé une alternative.
Au fil de mes recherches sur internet, je suis tombé sur ce rapport d’une expérience de mesure de coefficient Seebeck :
scienceeducationreview.com/o … eebeck.pdf
Au lieu d’utiliser un semi-conducteur, ils réalisent l’expérience sur une plaque de cuivre mais en utilisant un amplificateur de tension. En connaissant le gain du circuit, ils arrivent à en déduire la ddp réelle produite.
Je vais essayer de creuser voir si c’est effectivement une bonne idée, en attendant que quelqu’un trouve une solution à mon problème
Ben ça revient à se faire son propre mili voltmetre…ton lycée n’en a pas?
Même si ton lycée en a un, ça peut être une bonne idée (si ça ne devient pas du bricolage, ça aura une valeur ajoutée).
Bah pour l’instant je suis rentré chez moi vu que c’est les vacances.
Je verrai quand je serai de retour dans mon lycée.
Sinon existe-il une autre manière de créer une différence de température qui nécessiterai une longueur de plaque plus petite ? (je continue à chercher de multiples alternatives pour revenir opérationnel en cours et commencer mon expérience le plus rapidement possible)
bonsoir arlinp, je sui un élève de prepa, qui va prochainement rentrer en PSI, et la thermo électricité m’a l’air d’être un sujet de tipe qui m’intéresserais bien, donc j’aimerai savoir si finalement tu as réussi a trouver une solution a tes problèmes concernant les expériences ? et si non qu’a tu finalement montré ?
merci beaucoup pour ta reponse
Ce que je voulais dire c’est que vu l’ordre de grandeur des tensions que tu obtiens (du µV au mV si j’ai bien compris), les variations de tension (dues à des perturbations extérieures, variations de température, etc) pourraient avoir un gros impact. Mais si ton effet est constant, il suffit de récupérer la partie continue du signal que tu reçois! (dites-moi si je dis des bêtises, mais je pense que c’est bon)
hum justement je crois que l’amplificateur fais que s’il y a des perturbations, elles ne se verront pas car trop faible comparée a la tension amplifiéé, et puis la difference de tension due a des variations de température c’est ca qui est interessant a montrer dans cette experience ^^
« hum justement je crois que l’amplificateur fais que s’il y a des perturbations, elles ne se verront pas car trop faible comparée a la tension amplifiéé » : outre le vocabulaire très peu scientifique c’est faux.
Si tu signal+bruit et que tu amplifies le tout sans rien faire de spécial, le rapport signal sur bruit sera probablement le même (c’est simplifié mais l’idée est là).
Ou alors je n’ai rien compris à ton amplification.
Des mV et même des µV en continu, ça se mesure bien avec un bon voltmètre.
En effet, comme dit fakbill, le bruit est présent avec le signal, et une amplification idéale ne changera pas le rapport signal/bruit. Donc, c’est plié si on ne trouve pas un moyen de réduire le bruit (détection synchrone par exemple, mais je ne sais pas si c’est applicable ici).
Mais il y a pire… un amplificateur réel a toujours un fecteur de bruit non nul, ce qui veut dire qu’il rajoute du bruit en plus de celui déjà présent à son entrée.
AlbanXIII : ben pour la détection synchrone il faut moduler le signal…et vue que la c’est de la thermique ce n’est pas gagné pour le faire à une fréquence acceptable 
Par contre, ça m’étonne un peu : on cherche bien à mesure une tension continue de qlqs mV ou peut être 100µV non? moins que ça?
Un bon mili voltmètre sait faire ça. Quel est exactement le problème??
Si la tension est vraiment faible, on va lire une valeur probablement avec un mauvais signal sur bruit mais bon…en moyennant on devrait voir que la composante continue à changer et arriver à la mesurer non??
Oui la tension serait de cette ordre la d’aprés mes recherches. Cependant je comptait faire une etude comparative selon certaines differences de temperature. De l’ordre de 10, 20 , 30 degres, ext et compte aussi essayer avec plusieurs types de thermocouples. Et justement j’ai peur qu’en amplifiant pas la tension on ne capte pas asser les variations de potentiel, donc ca fausserait mes experiences ou en tout cas ne donnerait pas de resultats exploitables 
En outre quand vous parlez de detection synchrone j’ai bien peur de ne pas savoir ce que c’est …