[재료공학실험]열전대의 정의와 원리

소개

열전대란?
서로다른 재질로 된 두 금속선을 한 부분에서 접합시켜 접합된 부분의 온도를 측정하는 센서

목차

▲열전대의 목적
▲열전대란?
▲ 열전대의 원리
① Seebeck Effect
② 열전대의 원리

본문내용

② 열전대의 원리
두 종류의 금속 줄의 끝을 접촉시켜 폐회로를 만들고 한쪽 접점만 열을 가해 온도차를 주면, 그 회로에 전류가 흐른다. 이 현상을 발견한 사람이 독일의 Seebeck이기 때문에 Seebeck effect라고 불리 운다. 그리고 이 전류를 열전류라고 한다. 열전류가 흐르는 것은 기전력이 회로에 발생했기 때문으로 이 기전력을 열기전력이라고 한다. 열기전력이 발생하는 원인은 다음과 같다. 일반적으로 금속의 자유전자는 그 금속의 종류나 온도에 특유한 에너지로 움직이고 있다. 같은 종류의 금속이라도 고온의 것과 저온의 것을 접촉시키면 전자 에너지가 다르기 때문에 전자가 한쪽으로 이동해 가서 전위차가 생긴다. 이 열기전력에 의해 전류를 흘리는 장치를 열전대라고 한다. 열기전력은 금속의 종류와 두 접속점의 온도차에 의해 변하는데 온도차가 클수록 열기전력은 커진다.
이러한 열전대는 온도 측정에 널리 이용되고 있다. 흔히 사용되는 것은 동과 콘스탄탄의 조합인 열전대의 저온측은 보온병에 빙수를 넣은 것을 사용하고 고온측은 온도를 측정하려는 곳의 단자가 된다. 그 때 발생하는 기전력을 전압계로 조사해서 온도를 잴 수 있는 것이다.
Seebeck Effect와 반대 현상에 Peltier Effect가 있다. 두 종류의 금속을 접촉시켜 여기에 전류를 흘리면, 전류의 방향에 의해 접촉점에서 열의 흡수 또는 발생이 일어나는 것이다. 이 현상을 발견한 사람은 프랑스의 Peltier였다. 도체 중에서 전하를 운반하는 자유전자는 또한 열을 전하는 역할도 하고 있다. Peltier Effect에 의한 발열은 가역적으로, 전류의 방향에 따라서 발열되기도 하고 흡열 되기도 하는 점이 주울열과 다르다. Peltier Effect를 응용해서 물체를 냉각하는 것을 전자냉동 또는 열전냉각이라고 한다. Peltier Effect는 재료에 금속을 쓰기보다도 반도체를 씀으로써 냉동효과가 비약적으로 증대되었다. 전자냉동의 특징은 콤프레서가 없기 때문에 소형경량으로 소음도 없는 것이다. 현재 자동차용 소형냉장고에 응용되고 있는데

참고자료

· 없음