目的

熱電素子が熱を電気に電流を熱に変換する現象を学ぶ。ここでは、熱電素子を用いて、電流を流すことによって温度差を生じるPeltier効果を調べる。
原理1)

異なる金属または半導体を組み合わせた素子を使用して、熱を電気に変換したり、電流によって発熱または吸熱が起こる現象を熱電効果という。熱電効果にはSeebeck効果、Peltier効果、Thomson効果がある。

-Seebeck効果-

二種類の異なる金属A,Bを接合し、一方の接続部Ｈを加熱すると電圧が発生する現象である。

加熱したHにおける温度をTH、低温側における温度をT L、その温度差をΔTとすると

誘起電圧Vは次式で与えられる。
ここでαABは1Kの温度差に対する起電力であり、Seebeck定数という。αABの符号は誘起される電界の符号に対応し、電気的キャリアが電子の場合は負、ホールの場合は正となる。金属ではなく、半導体も熱電材料として用いられるが、n型半導体およびp型半導体のキャリアはそれぞれ電子及びホールである。したがって、n型半導体およびp型半導体のαの記号はそれぞれ負及び正となる。半導体のキャリア濃度は温...