신과수연구회 9월워크숍2- 이경희수석( 열전소자)

신재생에너지 중의 하나로 열전소자에 대한 발표를 하셨다. 

10년 전에 열전소자를 연구할 때는 흔한 소재가 아니라 가격도 엄청 비쌌었는데 이제 많이 써져서 1인 세트가 5000원에 구입하셨었단다. 

덕분에 생각보다 더 재미나게 공부할 수 있었다. 

처음 이 소재로 발표한다고 하셨을 때는 개인 실험을 할 수도 없는 것이라 생각하고 사람들은 재미없겠다는 생각도 했다. 

그런데 막상 발표를 시작하니 우선 내가 먼저 재미있고 흥미가 느껴졌다. 

발표도 깔끔하게 이해가 쉽게 하셨다. 

 

와인셀러의 냉각기는 어디애 있을까? 라는 질문으로 시작하는 수업이 우선 좋았다. 

나도 사실 와인셀러 냉각기에 열전소자가 들어가는 것을 몰랐던 것이다. 

 

 

1. 과학적 원리

가. 제백효과

: 열전현상을 처음 발견한 사람은1821년 독일의 물리학자 T.J.Seebeck으로 서로 다른 두개의 도체로 이루어진 한 회로에서 도체 간의 접점에 다른 온도를 가해주면 전류 또는 전압이 발생한다는 사실을 알게 된다. 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하는 열흐름이 전류를 발생시키는 것이다.

 

나. 펠티에효과(Peltier Effect)

:  다른 도체로 이루어진 회로를 통해 직류전류를 흐르게 하면, 전류의 방향에 따라 서로 다른 도체 사이의 접합의 한쪽은 가열되는 반면, 또 다른 한쪽은 냉각되는 현상

 

 

 

2. 열전소자 체험

가. 준비물 : 펠티에 소자, 금속판, 모터, 프로펠러, 클립, 종이컵, 냉수, 온수, 자, 건전지

이 실험은 반도체 소자를 이용하여 열에 의한 발전과 전기에 의하여 한쪽에선 열이 발생됨을 다른 한쪽에서는 냉각되는 현상을 관찰하여 볼 수 있다. 열과 전기 사이에 에너지 변화 소자의 양단에 온도 차이가 발생할 때, 소자 내부의 캐리어(carrier)가 이동함으로써 기전력이 발생하는 열전현상을 이용하여 소형 모터를 돌리는 실험이다. 열전 현상은 양단간의 온도차를 이용하여 기전력을 얻는 제백 효과(Seebeck effect), 기전력으로 냉각과 가열을 하는 펠리에 효과(Peitier effect)가 있다.