전기공학 - 열전현상 설명

 1 . 열전현상(Thermoelectric effect)

 

① 2개의 서로 다른 금속 도선의 양 끝을 연

결하여 폐회로를 구성한 뒤 양단에 온도차를

주면  두 접점 사이에 전위차가 생기는 현상

으로 금속선의 조합으로 전류의 방향을 바꿀

수 있다.

② 전기현상과 열 현상과의 양자와 관련된 

열전효과의 종류에는 제백효과, 펠티에효과

톰슨효과가 있다.

 

 2 . 제백효과(Seeback effect)

 

⑴ 제백효과(Seeback effect) 정의

2종의 금속 또는 반도체를 폐회로가 되어 접

속하고, 접속한 두 접점 사이에 온도차를 주

면 기전력이 발생하여 전류가 흐르는 현상

⑵ 제백효과(Seeback effect) 원리

ⓐ 같은 회로에서 열을 가하여 고온부와 저온

부가 발생하면 고온부에서 많은 전자가 저온

부 쪽으로 이동한다.

ⓑ 이에 상대적으로 고온부에서 저온부로 향

하는 전기장이 생기므로 반도체 내부의 에너

지 준위가 경사를 이룬다.

ⓒ 양측 금속의 페르미 준위 사이에 온도차

가 생겨 고온부에서 양전위의 열기전력이 생

기고 전류가 흐르게 된다.

⑶ 제백효과(Seeback effect) 응용

제백효과는 열전대 온도계에 응용되며 고온의

열을 감지하여 미량의 전류로 변환하여 온도

를 측정한다.

 

 

 3 . 펠티어 효과(Peltier effect)

 

⑴ 펠티어 효과(Peltier effect)  정의

다른 종류의 금속 2개를 접합하여 전류를 통

할 때에 전류의 방향에 따라 그 접합부가 뜨

거워지거나 냉각하는 현상

⑵ 펠티어 효과(Peltier effect)  원리

ⓐ 금속과 반도체를 접속한 두 접점 사이에

폐회로를 구성하고 이 회로에 전류를 흘리면

한쪽은 열이 발생하고 다른 쪽은 열을 흡수하

는현상이다.

ⓑ 전자를 작업물질로 하는 열펌프효과로 전

자 냉동기의 냉각효과에 이용된다.

ⓒ 제백효과와 반대현상으로 금속과 반도체

를접속한 두 점사이에 폐회로를 구성하고 이

회로에 전류를 흘린다.

 

 4 . 톰슨 효과(Thomson effect)

 

⑴ 톰슨 효과(Thomson effect) 정의

같은 종류이면서 부분적으로 온도가 다른 금

속에 전류를 흐르게 할 때 온도가 바뀌는 부

분에서 발열과 흡열이 일어나는 현상

⑵ 톰슨 효과(Thomson effect)  원리

ⓐ 온도가 바뀌는 부분에서 전자 운동의 에너

지가 다르기 때문에 일어난 것으로 전류의 흐

름을 바뀌면 발열과 흡열도 바뀐다.

ⓑ 단일물질에서 균일한 도체에 온도차가 있

을 때 전기가 폐회로를 흐르면 어떤 한 부분

에서는 다른 발열이 어떤 부분에서는 흡열이

발생한다.