온도펠티에 (Peltier) 소자에 대해 알아보기

펠티에 (Peltier) 소자 설명전에 해당 소자에 들어가는 펠티에 (Peltier) 및 제벡 효과에 대해 설명드리겠습니다.

<이미지 출처 : wish.com> 

여름철 휴대용 미니 냉장고를 구매하시는 분들은 몇 분 보았는데 가끔 이 냉장고는 별다른 냉각 장치가 없는데 어떻게 냉각이 되는 거지? 하고 의문을 갖는 분들이 계셨습니다.

 그 이유는 펠티에 (Peltier) 소자를 이용하여 바깥쪽은 뜨겁게 안쪽은 차갑게 하여 내부를 냉각시키는 원리를 사용하는 건데요.. 아래 자세히 설명드리겠습니다.

<이미지 출처 : https://happy8earth.tistory.com/434>


펠티에 (Peltier) 효과는 열전대에 전류를 흐르게 했을 때 전류에 의해 발생하는 줄열 이외에 각각의 점점에서 흡열 및 발열작용이 일어나는 현상을 말합니다.

전자는 전류의 흐름에 반대로 움직이기에 N-Type에서의 전하는 위에서 아래로 작용하게 되고 P-Type의 정공 역시 위에서 아래로 이동하게 됩니다. 전자가 위에서 아래로 이동할 때 위에서 열을 흡수하고 아래서 방출하므로 위쪽은 냉각되고 아래는 가열이 되게 됩니다.

제벡 효과는 펠티에 (Peltier) 효과의 반대라고 생각하면 됩니다.

2종의 서로 다른 금속을 폐회로가 되도록 접속하고, 두 점의 온도차를 주면 양단에서의 전위차가 발생하여 전류가 흐르게 됩니다. 상단부의 상대적으로 높은 열이 열역학 법칙에 의해 하단부로 이동하며 상단에서 하단으로 전류가 발생하게 됩니다. 

위 제벡 효과를 이용하여 많이 쓰이는 것이 코스테크 장비 데이터로거인 GL Series 혹은 ISOTECH dryblock 분야에서 온도를 측정할 때 많이 쓰이는 TC(Thermocouple)입니다.

펠티에 소자는 위 두 가지 효과를 이용하여 만든 소자입니다.

<이미지 출처 : 나무위키> 


펠티에 소자는 사용 분야에 따라 열전소자, 열전 모듈, 냉각소자, TE, TEC 등으로 불리며 펠티에 효과를 기반으로 가열 및 냉각이 필요한 분야(의료, 반도체, 온도 교정 등)에서 많이 쓰입니다.

또한 소자 안에서 펠티에 효과뿐만 아니라 제벡 효과도 나타나기에 전기가 만들어져 어떻게 보면 발전의 기능도 하며 별도의 구동부 없이 냉방효과를 구현할 수 있어 소음에 민감한 장비에 사용되기도 한답니다.


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