この図は、熱電場における 3 つの主要な効果、つまりゼーベック効果、ペルチェ効果、トムソン効果の概略図を示しています。今回は、ウィリアム・トムソンと彼の偉大な発見、トムソン効果について探っていきます。
ウィリアム・トムソンは 1824 年にアイルランドに生まれました。彼の父、ジェームズはロイヤル・カレッジ・ベルファストの数学教授でした。その後、ウィリアムがグラスゴー大学で教えていたため、ウィリアムが8歳のときに家族でスコットランドのグラスゴーに移住しました。トムソンは 10 歳でグラスゴー大学に入学し (当時、アイルランドの大学が最も才能のある小学生を入学させていたことに驚く必要はありません)、14 歳頃から大学レベルのコースを学び始めました。15 歳のとき、「地球の形」というタイトルの論文で大学の金メダルを獲得しました。トムソンは後にケンブリッジ大学に留学し、学年で 2 番目の成績で卒業しました。卒業後はパリに渡り、ルネの指導のもと1年間実験研究を行った。 1846年、トムソンはグラスゴー大学に戻り、1899年に退職するまで自然哲学（つまり物理学）の教授を務めた。
トムソンはグラスゴー大学に最初の現代物理学の研究室を設立しました。 24 歳のとき、彼は熱力学に関するモノグラフを出版し、温度の「絶対熱力学温度スケール」を確立しました。 27歳で『熱力学理論』を出版し、熱力学第2法則を確立し、物理学の基本法則とした。ジュールによるガス拡散中のジュール・トムソン効果を共同発見。ヨーロッパとアメリカの間に恒久的な大西洋海底ケーブルの建設に9年間従事した後、彼は「ロード・ケルビン」という高貴な称号を授与されました。
トムソンの研究範囲は生涯を通して非常に広範でした。彼は数理物理学、熱力学、電磁気学、弾性力学、エーテル理論、地球科学に多大な貢献をしました。
1856 年、トムソンは確立した熱力学原理を適用してゼーベック効果とペルチェ効果の包括的な解析を実施し、もともと無関係だったゼーベック係数とペルチェ係数の関連性を確立しました。トムソンは、絶対零度ではペルチェ係数とゼーベック係数の間に単純な多重関係があると信じていました。これに基づいて、彼は新しい熱電効果を理論的に予測しました。つまり、不均一な温度の導体に電流が流れると、不可逆のジュール熱が発生することに加えて、導体は一定量の熱を吸収または放出します（トムソン熱として知られています）。逆に、金属棒の両端の温度が異なると、金属棒の両端に電位差が形成されます。この現象は後にトムソン効果と呼ばれ、ゼーベック効果、ペルチェ効果に次ぐ第３の熱電効果となった。
話は終わりました。ここが重要なポイントです！
Q: 3 つの主要な熱電効果はそれぞれ何ですか?
A: 第一熱電効果としても知られるゼーベック効果は、2 つの異なる導体または半導体間の温度差によって引き起こされ、2 つの物質間に電圧差が生じる熱電現象を指します。
第 2 熱電効果としても知られるペルチェ効果は、導体 A と B によって形成される接点に電流が流れると、回路を流れる電流によって発生するジュール熱に加えて、接点での吸熱または発熱効果も生じる現象を指します。ゼーベック効果の逆反応です。ジュール熱は電流の方向に依存しないため、ペルチェ熱は逆方向に2回電気を印加することで測定できます。
第 3 の熱電効果としても知られるトムソン効果は、絶対零度におけるペルチェ係数とゼーベック係数の間に単純な多重関係があるとトムソンによって提案されました。これに基づいて、彼は新しい熱電効果を理論的に予測しました。つまり、不均一な温度の導体に電流が流れると、不可逆のジュール熱が発生することに加えて、導体は一定量の熱を吸収または放出します（トムソン熱として知られています）。逆に、金属棒の両端の温度が異なると、金属棒の両端に電位差が形成されます。
Q: これら 3 つの熱電効果の関係は何ですか?
A: 3 つの熱電効果には特定の関連性があります。トムソン効果は、導体の両端間に温度差があるときに電位が生成される現象です。ペリエ効果とは、帯電した導体の両端間に温度差が生じる現象です（一端が熱を発生し、もう一端が熱を吸収します）。この 2 つの組み合わせがゼーベック効果を構成します。
まとめると、熱電効果とは、2つの材料の接触点に温度差があると、電位差と電流が発生する現象を指します。ゼーベック効果は熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、ペルチェ効果は電気エネルギーと熱エネルギーの間の相互変換を実現し、トムソン効果は電流が材料を通過するときの熱効果を説明します。
X-当然のことの専門メーカーおよびサプライヤーです。熱電材料, 熱電冷却器そして熱電冷却器アセンブリ中国で。ご相談、ご購入大歓迎です。
