ペルティエ効果

ペルティエ効果^[1]（ペルティエこうか、英: Peltier effect^[1]）は、異なる金属を接合し電圧をかけ電流を流すと、接合点で熱の吸収・放出が起こる効果^[2]。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]

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 $I$ は回路を流れる間、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、 $\Pi _{\mathrm {AB} }$ は熱電対全体、 $\Pi _{\mathrm {A} }$ と $\Pi _{\mathrm {B} }$ はそれぞれの物質のペルティエ係数である。特に、p 型のシリコー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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^ ^a ^b 文部省 (1990) 学術用語集物理学編。
^ エレクトロニクス術語解説 1983, p. 297.

参考文献[編集]

文部省、日本物理学会編『学術用語集物理学編』培風館、1990年。ISBN 4-563-02195-4。
泉弘志『エレクトロニクス術語解説』誠文堂新光社、1983年5月20日。

表話編歴物性物理学
物質の状態	固体液体気体ボース＝アインシュタイン凝縮フェルミ凝縮フェルミ気体フェルミ液体超固体超流動朝永–ラッティンジャー液体時間結晶
相現象	秩序変数相転移
電子相	バンド構造絶縁体モット絶縁体半導体半金属電気伝導体超伝導熱電効果ゼーベック効果ペルティエ効果トムソン効果圧電効果強誘電体スピンギャップレス半導体
電子現象	ホール効果量子ホール効果スピンホール効果 Berry位相アハラノフ＝ボーム効果ジョセフソン効果近藤効果
磁気相	反磁性超反磁性常磁性超常磁性強磁性反強磁性フェリ磁性メタ磁性スピングラス
準粒子	フォノン励起子プラズモンポラリトンポーラロンマグノン
ソフトマター	アモルファス粉粒体液晶重合体
科学者	マクスウェルファン・デル・ワールスデバイブロッホオンサーガーモットパイエルスランダウラッティンジャーアンダーソンバーディーンクーパーシュリーファージョゼフソンコーンカダノフマイケル・フィッシャー
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