ペルチェ効果

電気主任技術者試験を受けるにも、実務に携わるにもいくつかの電気現象を理解しておくことが必要です。
本項ではその一つ、ペルチェ効果について取り上げます。

ペルチェ効果とは、異なる金属や半導体を接合し、そこに電圧をかけて電流を流すと熱の吸収(冷却)・放出(発熱)が起こる現象で、下記の図のようになります。

オレンジの方向に電流が流れて放熱作用が働く場合、青の方向に電流が流れると冷却作用が働き,
発熱・冷却の熱量Qは下記の式で求めることができます。

Q=πI

πペルチェ係数といい、金属ごとに決まっている値です。
上の図の金属A・Bのペルチェ係数をそれぞれπa・πbとすると、上記の式は次のように表せます。

Q=(πaーπb)I

ペルチェ効果を実用化したペルチェ素子は、p型半導体とn型半導体を直列に幾重にも重ねて接続した構造になっています。
電流の向きによって放熱・吸熱が変わるので、保温・冷却を行う機器などに用いられています。
特にパソコンのCPUの冷却や保冷庫に使われることが多いようです。

電気現象は他にもいくつもありますが、試験ではそれぞれの違い選択させる設問が出されることもあるようです。
ですから各電気現象の名称・理論・効果の違いをはっきり理解しておきましょう。



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