日本大百科全書(ニッポニカ) 「ペルチエ効果」の意味・わかりやすい解説
ペルチエ効果
ぺるちえこうか
Peltier effect
異種の導体(金属または半導体)A、Bを接合して電流を流すとき、接合部において(ジュール熱のほかに)電流に比例する発熱または吸熱がおこる現象。熱電効果の一種で、1834年フランスのペルチエにより発見された。電流の向きを逆にすると発熱・吸熱が逆になる可逆現象である(ジュール熱は電流の2乗に比例する発熱のみで不可逆現象である)。接合部での発熱量をQ[J/s=W]、電流をI[A]とすれば、QはIに比例し、
Q=πABI
と表される。比例係数πABは[V]の単位をもちペルチエ係数とよばれる。AからBへ電流を流したとき吸熱の場合をπABの正にとる。πABは二つの物質A、Bに関係する物質定数で、温度に依存する。ペルチエ効果は、電流が運ぶ熱量が物質により異なることに起因し、A、Bの絶対熱電能εA、εB[V/K]と次式で関係づけられる。
πAB=T(εB-εA)
Tは接合部の絶対温度(K)である。
導体A、Bの両端を のように接合し、中間に電池を挿入して回路に電流を流すと、一方の接合部で吸熱が、他方の接合部で発熱がおこる。もし、T1<T2で、接合部1で吸熱がおこる向きに電流を流したとすれば、接合部2では発熱がおこる。これは、低温部から高温部へ熱を運んだことに相当し、接合部1を冷却することになる。この原理は電子冷蔵庫などに応用されている。また、電流の向きを逆にすれば接合部1を加熱できるので、電流の向きを自動調整することにより、恒温槽に応用することもできる。
[宮台朝直]