Thermoelectric Element, Thermocouple, Thermoelectric Effect   열전 소자, 열전대, 열전쌍, 열전 효과, 열기전력 효과

(2016-11-22)

Seeback Effect, 제백 효과, Peltier Effect, 펠티에 효과, Thomson Effect, 톰슨 효과, TEC, Thermoelectric Cooler, 열전 냉각기

1. 열전효과 (Thermo-electric Effect)

  ㅇ 열 및 전기와의 관계를 나타내는 효과(제벡효과,펠티에효과,톰슨효과)들을 총칭함


2. 제백효과(Seeback Effect)

  ㅇ 두개의 금속 접합점 양단간 온도차에 의해 열 기전력 발생
       
     - 2개의 다른 금속의 접합부 온도 구배(기울기)에 기인함
     - 전기 도체를 통한 열(열전도) 및 전하(전기전도)의 동시 유동 현상

  ㅇ 고온부 전자들이 페르미 준위 보다 더 높은 운동에너지를 갖게되어,
     저온부로 확산되며 전위차(고온 +,저온 -) 발생

  ㅇ 제백계수 (Seeback Coefficient) : (열기전력) = (제백계수[㎶/K]) x (온도차이)
     - 제백계수가 높을수록 큰 기전력을 얻을 수 있는 양질의 열전소자가 될 수 있음
        . 금속 : 수 [㎶/K], 반도체 : 수백 [㎶/K]

  ※ 1821년 독일 물리학자 Thomas Johnson Seeback(1770~1831)가 발견


3. 펠티에 효과(Peltier Effect) 

  ㅇ 두 금속의 접점에 전류가 흐를 때 가열되거나 냉각되는 효과
     - 전류가 흐르는 방향을 반대로하면 열이 흐르는 방향이 바뀜
        . 例) 펠티에 냉각소자(Peltier Cooler) 등


4. 톰슨효과(Thomson Effect)도체 선상의 온도차에 의해 기전력 발생
     - 비 등온 도체전류가 흐를 때 가열되거나 냉각되는 효과


5. 열전효과 관련 소자

  ㅇ 열전소자 (Thermo-electric Element)
     - 열과 전기의 상호 관계로 나타나는 각종 효과를 응용하여 만들어진 소자  

  ㅇ 열전대(열전쌍) (Thermocouple)
     - 이종의 2개 금속을 가느다란 선조각화하여 양끝점을 접속/접합(용접,땜질,선을 꼬음 등)
        . 온도차가 있으면 기전력 발생
          
     - 제백효과를 이용하여 넓은 범위의 온도 측정 가능 : 온도계
        . 양끝 접합점의 온도차에 따라 유기되는 전압(열 기전력)의 원리를 이용
           

  ㅇ 열전냉동 (Thermoelectric Cooling)
     - 열전 냉각기(TEC: thermoelectric cooler)는,
        . 펠티에(Peltier) 접합에 의존하는 소형 쿨링 소자


[센서] 1. 센서 2. 서미스터 3. PTC 4. 볼로미터 5. 열전대 6. 광 센서 7. 광섬유 센서 8. 광전관

 
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