ペルティエ効果

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ペルティエ効果[1](ペルティエこうか、: Peltier effect[1])は、異なる金属を接合し電圧をかけると、接合点での吸収・放出が起こる効果ゼーベック効果の逆、電圧から温度差を作り出す現象である。トムソン効果とともに熱電効果のひとつである。ペルチエ効果ペルチェ効果と表記することもある。

概要[編集]

2 種類の物質 A, B からなる熱電対

ペルティエ効果は次のような場合に起こる。異なる 2 種類の金属または半導体n 型p 型)を 2 つの点で接合したものに電流を流す。電流は片方の接点からもう一方に動くとき熱も輸送する。片方の接点は冷やされ、もう一方は温められる。この効果は1834年ジャン=シャルル・ペルティエによってはじめて観察された。トーマス・ゼーベックの最初の発見から 13 年後のことである。

電流 I回路を流れる間、上の接点(点 \mathrm{T_2})で熱を放出し、下の接点(点 \mathrm{T_1})で熱を吸収する。単位時間当たりに下の接点で吸収される熱量 \dot{Q} は以下のようになる。

\dot{Q} = \Pi_\mathrm{AB} I = \left( \Pi_\mathrm{B} - \Pi_\mathrm{A} \right) I

ここで、Π はペルティエ係数とよばれる係数で、\Pi_\mathrm{AB}熱電対全体、\Pi_\mathrm{A}\Pi_\mathrm{B} はそれぞれの物質のペルティエ係数である。特に、p 型のシリコンは正のペルティエ係数を持ち、n 型のものは負の係数を持つ。

導体は電流が流れる以前の平衡状態に戻ろうとして、一方の接点で熱を吸収し、もう一方で放出する。熱電対は直列につなぐことで、効果を強めることができる。

熱が移動する方向は電流の向きによって制御できる。電流の向きを変えると電子の移動の方向が変わり、熱の吸収・放出量の正負も変わる。

脚注[編集]

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  1. ^ a b 文部省 (1990) 学術用語集 物理学編。

参考文献[編集]

関連項目[編集]