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

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。