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トムソン効果 トムソンこうかThomson effect

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

トムソン効果
トムソンこうか
Thomson effect

熱電気現象の1つで,ペルチエ効果とともに熱起電力の原因ともなる。 W.トムソン (ケルビン卿) により発見された。均質の金属や半導体の内部に温度 T の勾配があるとき,電流を温度勾配に平行に流すと,ジュール熱以外に熱の発生または吸収が起る現象。この効果は可逆的であり,温度勾配電流の向きを相対的に変えると,熱の発生と吸収とが入替る。温度勾配の方向を x とすれば,電流 I が流れるとき単位時間に単位長さあたり発生する熱量 QQ=σIdT/dx となる。比例定数 σ はトムソン係数と呼ばれ,金属の種類や温度に依存し,正にも負にもなる。

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デジタル大辞泉の解説

トムソン‐こうか〔‐カウクワ〕【トムソン効果】

導体の両端を異なる温度に保って電流を流すと、ジュール熱のほかに、熱の吸収または発生を生じる現象。電流の向きを逆にすると、吸収と発生の関係も逆になる。1851年、W=トムソン(ケルビン)が発見。

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百科事典マイペディアの解説

トムソン効果【トムソンこうか】

熱電気現象の一つ。場所によって温度の異なる導体に電流を通じたとき,その部分にジュール熱以外に熱が放出または吸収される現象。単位時間に発生する熱量は電流の強さと温度差の積に比例し,電流の向きを逆にすると放出と吸収が入れ替わる。
→関連項目熱電気

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

トムソン効果
とむそんこうか
Thomson effect

導体棒(金属または半導体)の両端をのように異なる温度に保って電流を流すとき、ジュール熱のほかに発熱または吸熱のおこる現象。熱電効果の一種で、1851年W・トムソン(後のケルビン卿(きょう))により発見された。電流の向きまたは両端温度の高低を逆にすると発熱・吸熱が逆になる。トムソン効果による発(吸)熱は電流に比例する可逆現象である(ジュール熱は電流の2乗に比例し発熱のみで不可逆現象である)。導体棒の両端の温度差をΔT[K]、電流をI[A]、導体全体の単位時間の発熱量をQ[J/s=W]とすれば、ΔTの小さい範囲では、QIΔTに比例し、
  Q=σIΔT
と表される。比例定数σは[V/K]の単位をもちトムソン係数とよばれる。高温側から低温側へ電流を流すとき発熱する場合を正とする。σは物質により異なる物質定数で、かつ温度にも依存する。導体内の電子が完全に自由であれば、電流の担い手が電子の場合、σは負になるはずだが、実際は正の物質もある。室温では、リチウムを除くアルカリ金属(ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)、鉄、白金などでは負であるが、銅、亜鉛などでは正になる。トムソン効果は電流が熱を運ぶことに起因し、トムソン係数σと絶対熱電能ε[V/K]の間には、熱力学から導かれる関係

が存在する。[宮台朝直]

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世界大百科事典内のトムソン効果の言及

【熱起電力】より

…熱起電力は,金属の種類と接合点の温度のみによるので,回路中に精密な電圧計を備えてこの熱起電力を測定することにより,接合点の温度や温度差を検出するためにも用いられる(熱電対)。 ゼーベック効果に関連する現象として,ペルチエ効果とトムソン効果がある。ペルチエ効果Peltier effectは,異種金属の接合点に電流を流すとき,その点に電気抵抗に基づくジュール熱以外の熱の生成あるいは吸収が起こる現象で,34年フランスのJ.C.A.ペルチエによって発見された。…

※「トムソン効果」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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