ペルティエ効果 - 暇つぶしWikipedia

ペルティエ効果

ペルティエ効果（ペルティエこうか、Peltier effect）は、異なる金属を接合し電圧をかけると、接合点で熱の吸収・放出が起こる効果。ゼーベック効果、トムソン効果とともに熱電効果の1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。

ペルティエ効果

ペルティエ効果は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。

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型と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。この効果はゼーベックの最初の発見から13年後の1834年、ジャン＝シャルル・ペルティエによって観察された。

電流 I は回路を流れる間、上の接点 (点 T2)で熱を放出し、下の接点 (点 T1)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は以下のようになる。

ここで Π はペルティエ係数とよばれる係数で、ΠAB は熱電対全体、ΠA と ΠB 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。