ゼーベック効果とペルチェ効果は、熱電発電機の動作を支配する二つの主要な原則です。

ゼーベック効果とペルチェ効果は、両方の用語熱電効果の下で分類することができます。 どの熱電効果でも電圧相違に温度の相違の転換を含みます。 ゼーベック効果とペルチェ効果は、同じ物理的プロセスの異なる症状です。 いくつかの例では、それらはリンクされ、ゼーベック-ペルチェ効果として知られている。 これらの2つの効果が分離されている理由は、2つの異なる個人による独立した発見によるものです。 まず、ゼーベック効果が詳細に何であるかを見てみましょう。P>

ゼーベック効果とは何ですか？

ゼーベック効果は、バルトドイツの物理学者Thomas Johannゼーベックによって発見されました。 ゼーベック効果は、二つの異なる導電体または半導体の間の温度差が、それら二つの物質の間に電圧差を生じる現象である。

二つの導体または半導体のいずれかに熱を加えると、電子は熱のために励起されます。 両側の一方のみが加熱されるので、電子は2つの導体のより涼しい側に向かって移動し始める。 両方の導体が回路の形で接続されている場合、直流電流が回路を流れる。

ゼーベック効果によって生成される電圧は小さいです。 生成される電圧の範囲は、通常、接合部での温度差のケルビンあたり数マイクロボルト（ボルトの百万分の一）のオーダーです。 温度差が十分に大きい場合、一部のデバイスは数ミリボルト（ボルトの千分の一）を生成することができます。

このようないくつかのデバイスを並列に接続して、最大成果物電流を増やすことができます。 このようなデバイスは、大きな温度差が接合部を横切って維持される場合に、小規模なレベルの電力を提供することが示されている。

シードバック効果のデモンストレーション

ゼーベック効果は、私たちは、デバイ これは、ゼーベック係数を使用して行うことができます。 材料のゼーベック係数は、与えられた材料の温度差に応答して増加した熱電電圧の大きさの尺度である。 起電力を使用して、我々はまた、熱電材料の電流密度を計算することができます。 これに関連する式は次のとおりです。

Eemf=-S≤T

J=π(-π V+Eemf)

ここで、Jは電流密度を示し、πは導体の局所導電率を示します。P>

ペルチェ効果とは何ですか？

ペルティエ効果は、1834年にこの現象を発見したフランスの物理学者Jean Charles Athanaseペルティエにちなんで命名されました。 ペルチェ効果は、2つの異なる導体の電化された接合部での加熱または冷却の存在である。 電流が2つの導体間の接合部を流れるようにすると、接合部で熱が加えられたり除去されたりすることがあります。

ペルチェ効果のデモンストレーション

単位時間当たりの接合部で発生するペルチェ熱は、ε Aとε Bがペルチェ係数である。ここで、aとBは導体の両端を意味し、Iは電流です。 ペルチェ係数は、電荷の単位あたりに運ばれるどのくらいの熱を表しています。 電荷は接合部を横切って連続的でなければならないので、σ Aとσ Bが異なる場合、関連する熱流は不連続性を発達させる。

ペルチェ効果は、ゼーベック効果のバックアクション対応と考えることができます：単純な熱電回路が閉じている場合、ゼーベック効果は電流を駆動し、（ペルチェ効果によって）常に熱い接合部から冷たい接合部に熱を伝達する。

典型的なペルチェヒートポンプは、電流が駆動される直列の複数の接合部を含みます。 接合部の中にはペルチェ効果により熱を失うものもあれば、熱を得るものもあります。 熱電ヒートポンプは、冷蔵庫に見られる熱電冷却装置と同様に、この現象を利用する。