열전대의 원리

전자가 금속에서 반도체로 흐를 때 금속의 Fermi 준위에 있는 전자들이 반도체의 전도대로 움직여야 한다. 따라서 전도전자들은 그들이 금속에서 반도체로 움직일 때 그들의 평균운동에너지가 E 만큼 증가되어야 한다. 이 운동에너지의 변화는 열의 흡수로 생긴다. 즉 열(heat) 혹은 열적(thermal)에너지가 전자의 평균운동에너지를 증가시키는데 이용된다. 그러면 전류를 반대로 흘린다고 생각해보자. 이 경우에는 전자의 운동에너지는 감소되고 그와 관련된 열을 발생시킬 것이다. 그래서 전자들이 접합을 지나갈 때 그들의 평균운동에너지가 변화되기 때문에 전류의 방향에 따라서 열이 흡수되거나 발생된다는 것을 알 수 있다.
가역적인 Peltier 효과는 ohmic접촉을 지나서 전류가 흐를 때 언제나 생긴다. 예를 들면, 위의 논의를 확장해서 금속과 P-형 반도체간의 ohmic접촉의 경우에 적용시키기는 쉽다.
Peltier효과는 열전기적 가열과 냉동 및 전력의 열전기발생기에 대한 기초이론을 마련하기 때문에 중요하다. 서로 다른 물질들간의 접합을 포함하는 회로에 전류가 흐를 때 Peltier 효과는 차가운 접합에서 뜨거운 접합으로 열을 운반할 수 있게 한…