#2020/09/17 縦割りが生じるくらい、『行政機関』はたくさん分かれていたりします。

ペルティエ素子

技術要素
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この用語のポイント

・電流を流すと、熱も移動して片面が冷たくなる、板状の電子部品だよ

簡単にいうと…

ペルティエ素子とは

 電流を流すと、熱も移動して片面が冷たくなる、板状の電子部品

という技術要素です。

 

”ペルティエ”というのは、この原理を発見したフランスの物理学者ジャン=シャルル・ペルティエにちなんでいます。

「ペルチェ素子」「サーモ・モジュール」とも呼ばれます。

熱と電気を関係づける現象を利用した電子部品(熱電素子)の一種です。

詳しくいうと…

ペルティエ素子は、だいたい数cm四方の板です。電子回路に接続して用いられます。

 

 

 

 

左図は断面図です。2種類の半導体素子があります(N型は電子x1個がつねに余っており、逆にP型は電子x1個がつねに不足している素子)。

上下から金属板に挟まれ、これら全体が電子回路に接続されています。

 

このペルティエ素子を通電すると、電子など(キャリア)が上下の金属板を登ったり下がったりします。

(電子回路では一般に、電流の向きと電子の流れは逆方向をとります)

おおまかにいうと、このとき上部の金属板へ登る電子は、必要なエネルギーを熱エネルギーとして周囲から吸収します(吸熱)。

他方、下部の金属板へ降りるときは、余剰エネルギーを熱エネルギーとして周囲へ放出します(放熱)。

この熱移動はペルティエ効果と呼ばれています。

 

素子内のこうした特異な振る舞いにより、ペルティエ素子の片面は低温に、もう片面は高温になるのです。

これは、熱が片方からもう片方へ移動するという、ポンプの作用をペルティエ素子に与えています。

 

 

以上のようにペルティエ素子は、その片面で吸熱しながら低温状態を保つことで、パソコンCPU冷却部品やワインクーラーなどの小型冷蔵庫の一部に利用されています。

他の冷却器と比べ、小型で静音性が高く、湿気の移動を伴わないというメリットがあります。その分、冷却に要する電力の効率はあまり高くありません。

・ペルティエ素子は、電流を流すと熱も移動して片面が冷たくなる、板状の電子部品だよ
・小型で静穏性が高いけれど、冷却に要する電力効率は高くないよ
 

さらに知りたいなら…

熱電発電 技術と設計法(2019年)
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熱電変換と熱工学の基礎にはじまり、熱電変換モジュールの構造や仕組み、計算方法などを詳述する1冊です。ペルティエ素子も1節割いて触れられています。

専門書寄りの書籍となります(熱電変換素子はまだ研究開発中で実用途上ゆえ、わかりやすい図解本はあまりなさそうですね)。内容はこちらのサイトをご覧ください。

 

まり…

ペルティエ素子とは

 電流を流すと、熱も移動して片面が冷たくなる、板状の電子部品

という技術要素なわけです。

 

熱は電子などが震える運動に由来しておるが、電流を流して電子を運動させ、かつそこに何か仕組みを働かせてあげれば、こうした熱移動が可能になるというわけかのぉ。

歴史のツボっぽくいうと…

  • 1834年
    ペルティエ効果の観察
    フランスの物理学者ジャン=シャルル・ペルティエが、異なる2種類の金属に電流を流すと熱も輸送する現象を観察する。

 

 

<参考文献>(2019/03/17 visited)

ペルティエ素子 - Wikipedia
ペルティエ効果 - Wikipedia
ペルチェ素子とは | ペルチェ素子 クーラー|株式会社ジーマックス
ペルチェ素子とペルチェ効果 ペルチェ素子とは、直流電流により冷却・加熱・温度制御を自由に行える半導体素子で ●熱電変換素子 ●熱電素子 ●半等体素子 ●ペルティエ素子 ●サーモモジュール ●TEC ともいわれています。
ペルチェ素子とは?
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