1-10D. ¿Àü º¯È¯±â (Thermoelectric Converter)
(Last Updated 2006/2/24) 1. ¼Ò°³ ¿Àüº¯È¯±â´Â µÎ °³ÀÇ ¾Ë·ç¹Ì´½ ±Ý¼ÓÆÇ »çÀÌ¿¡ ³¤ ¿ÀüÆßÇÁ·Î ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ´Ù. ¿Àü ÆßÇÁ·Î ºÎÅÍÀÇ Àü·ù´Â »ó´Ü¿¡ ºÎÂøµÈ ÆÒÀÌ´Þ¸° ¼ÒÇü ¸ðÅÍ·Î È带 ¼ö ÀÖ´Ù. º¯È¯±â´Â Á¦º¤È¿°ú(Seebeck Effect; 1821³â ¹ß°ß)¸¦ º¸¿©ÁÙ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ È¿°ú¿¡¼ ¿ÂµµÂ÷´Â ¿ÀüÆßÇÁ°¡ ¼ÒÇü¸ðÅ͸¦ ±¸µ¿ÇÏ´Â Àü·ù¸¦ ¹ß»ý½ÃŲ´Ù. (¥ÄT ¡æ E) ¿¹¸¦ µé¾î, ÇÑÂʹßÀÌ ¶ß°Å¿î ¹°¿¡ÀÖ°í ´Ù¸¥ÂÊÀº Âù¹°¿¡ ÀÖÀ» ¶§ ÀÛÀº ¸ðÅÍÀÇ ÆÒÀÌ µ¹¾Æ°£´Ù. ¶ÇÇÑ º¯È¯±â´Â ÆçƼ¾îÈ¿°ú(Peltier Effcet; 1834³â ¹ß°ß)µµ º¸¿©ÁÙ ¼ö Àִµ¥ Àü·ù°¡ ¿ÀüÆßÇÁ¿¡ È带¶§ ¿ÂµµÂ÷°¡ ¹ß»ýÇÑ´Ù.(E ¡æ ¥ÄT) Áï, ´Ù¸¥ÂÊ ´Ù¸®°¡ Â÷°¡¿öÁö´Â µ¿¾È ÇÑÂÊÀº µûµíÇØÁø´Ù. °á±¹ º¯È¯±â´Â ¿ÃàÀü±â(Thermal Capacitor)¿Í °°ÀÌ ÇൿÇÑ´Ù. Àü·ù°¡ º¯È¯±â¸¦ ÅëÇØ È带¶§ ¿ÂµµÂ÷À̸¦ ¸¸µé¾î³»°í (E ¡æ ¥ÄT) , ½ºÀ§Ä¡¸¦ ¹Ù²Ù¸é(¥ÄT ¡æ E) ¿ÂµµÂ÷´Â ¼ÒÇü¸ðÅ͸¦ ±¸µ¿ÇÏ´Â Àü·ù¸¦ ¸¸µé¾î³½´Ù.
2. ÀÌ·Ð "Àüü°¡ °°Àº ¿Âµµ »óÅ¿¡ ÀÖ´Â ¿¿øÀ¸·ÎºÎÅÍ ´ÜÁö ÃÖÁ¾ °á°ú°¡ ÀÏÀ̳ª ¿·Î º¯È¯µÇ´Â º¯È¯Àº ºÒ°¡´ÉÇÏ´Ù." -Ä̺ó°æ ÀÌ°ÍÀº ¿¿ªÇÐ Á¦2¹ýÄ¢¿¡ ´ëÇÑ Ä̺óÀÇ Ç¥ÇöÀÌ´Ù. Á¦ 2¹ýÄ¢Àº ¸¹Àº ¹æ¹ýÀ¸·Î ¾ð±ÞµÇ¾î ¿Ô´Ù. °Ñº¸±â¿¡´Â ¿¬°ü¼ºÀÌ ¾ø´Â °Í °°Áö¸¸ °á±¹¿¡´Â °°Àº ±âº» ¿øÄ¢À» ¼³¸íÇÏ´Â ´Ù¸¥ ¹æ¹ý¿¡ ºÒ°úÇÏ´Ù. °¡Àå ÀϹÝÀûÀÎ ÇüÅ·ΠÁ¦2¹ýÄ¢Àº ¿ìÁÖÀÇ ¹«Áú¼(¿£Æ®·ÎÇÇ)¸¦ °¨¼Ò½ÃÅ°´Â ¹°¸®°úÁ¤Àº ÀϾÁö ¾Ê´Â´Ù´Â °ÍÀ» ¿ì¸®¿¡°Ô ¸»ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ¿¿ªÇÐÀÇ Á¦1¹ýÄ¢¿¡¼ Ç¥ÇöµÇ´Â ¿¡³ÊÁöº¸Á¸Àº ¸ðµç ¹°¸®°úÁ¤¿¡ ´ëÇØ ¼º¸³ÇÑ´Ù. ±×·¯³ª ¿¡³ÊÁö°¡ º¸Á¸µÇ´Â ¸¹Àº ¹°¸®°úÁ¤Àº ÀϾÁö ¾Ê´Â´Ù. Á¦2¹ýÄ¢Àº ÀÌ·¯ÇÑ Çö»óÀ» ¼³¸íÇÏ°í ÀÖ´Ù. 3. ½ÇÇè±â±¸ ¹× ÀåÄ¡ (1) ½ºÅÙ¿ë±â 2°³, Å« ¿ë±â 1°³ (2) Á÷·ùÀü¿øÀåÄ¡(DC 5V-3A) (3) Àü±âÁÖÀüÀÚ, ¾óÀ½(Optional) (4) ¸®µå¼± 2°³ 4. ½ÇÇè¹æ¹ý 1) Á¦¹éÈ¿°ú(Seebeck Effect)
[±×¸²1] Á¦º¤È¿°ú ½ÇÇè |
(1) ½ºÅÙ¿ë±â 2°³¿¡¼ ÇÑÂÊÀº Âù ¹°(¶Ç´Â ¾óÀ½¹°)À» ÇÑÂÊ¿¡´Â ²ú´Â ¹°À» ¾à 2/3 Á¤µµ ³Ö´Â´Ù.
(2) ¿Àüº¯È¯±â »ó´ÜÀÇ ½ºÀ§Ä¡¸¦ À§·Î(¥ÄT ¡æ E) ¿Ã¸®°í ÇÑÂÊ ´Ù¸®´Â Âù ¹°¿¡ ÇÑÂÊ ´Ù¸®´Â ¶ß°Å¿î ¹°¿¡ ³Ö°í Àá½ÃÈÄ ÆÒÀÌ È¸ÀüÇϴ°¡¸¦ È®ÀÎÇÑ´Ù.
(3) ´ÙÀ½, º¸´Ù Å« ¿ë±â¿¡ ¶ß°Å¿î ¹°°ú Âù ¹°À» ¿ÏÀüÈ÷ ¼¯°í º¯È¯±â¸¦ ³õ¾Æº¸ÀÚ. ÆÒÀº ȸÀüÇϴ°¡?
¹°ÀÇ ÃÑ ³»ºÎ¿¡³ÊÁö´Â ¼·Î ¼¯ÀÌ¹Ç·Î½á º¯ÈµÇÁö ¾ÊÀ¸¹Ç·Î ¹°Àº ÆÒÀ» µ¹¸®±â¿¡ ¾ÆÁ÷ ÃæºÐÇÑ ¿¡³ÊÁö¸¦ °®°í ÀÖ¾î¾ß¸¸ ÇÑ´Ù. ÆÒÀÌ È¸ÀüÇÏÁö ¾Ê´Â ÀÌÀ¯¸¦ ¿¿ªÇÐ, ¿£Æ®·ÎÇÇÀÇ °üÁ¡¿¡¼ ¼³¸íÇغ¸ÀÚ. |
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[Âü°í] Á¦º¤È¿°ú ¿ø¸®
¿Àüº¯È¯±â´Â ¿¿¡³ÊÁö¸¦ Àü±âÀûÀÎ ¿¡³ÊÁö·Î º¯È¯ÇÏ´Â ¿Àü¼¿ ¼ÒÀÚ¸¦ »ç¿ëÇÑ´Ù. °¢°¢ÀÇ ¼¿Àº ¹ÝµµÃ¼ ÀåÄ¡ÀÌ°í ¼¿ÀÇ µµ½ÄÈµÈ ±×¸²Àº ¿ÞÂÊ°ú °°´Ù.
Á¦º¤È¿°ú°¡ ÀϾ´Â µ¿¾È ¿ÀÌ ¼¿¿¡ À¯ÀÔµÇ¸é ¼¿³» ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁöÁØÀ§°¡ ¿Ã¶ó°£´Ù. ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¿¡¼ ÀüÀÚ´Â ´õ ÀÌ»ó ¹ÝµµÃ¼ÀÇ °áÁ¤±¸Á¶¿¡ ¹ÀÌÁö ¾Ê°í ÀÚÀ¯·Ó°Ô ¿òÁ÷Àϼö ÀÖ´Ù. ÀüÀÚµéÀÌ ¶°³ª¸é °áÁ¤³»¿¡´Â ºó°ø°£(Á¤°ø)ÀÌ ³²´Â´Ù. ³·Àº ¿¡³ÊÁöÀÇ ÀüÀÚµéÀº ±Ý¼Ó³»¿¡¼ ÀÚÀ¯·Ó°Ô ¿òÁ÷ÀÌÁö ¸øÇÒÂî¶óµµ Á¤°ø¿¡¼ Á¤°øÀ¸·Î µµ¾àÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ·¸°Ô Á¤°øÀº ¹ÝµµÃ¼ ±Ý¼ÓÀ» ÅëÇØ À̵¿ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. |
À§ ±×¸²¿¡¼ º¸´Â ¹Ù¿Í°°ÀÌ ÀüÀÚ´Â NŸÀÔ ¹ÝµµÃ¼±Ý¼ÓÀ» ÅëÇÏ¿© È帣°í Á¤°øÀº PŸÀÔ ±Ý¼ÓÀ» ÅëÇØ È帥´Ù. (N, PŸÀÔÀÇ ±Ý¼ÓÀº ´ÜÁö ÀüÀÚ³ª Á¤°øÀÇ È帧À» °³¼±Çϱâ À§ÇØ Æ¯¼öÇÑ ºÒ¼ø¹°·Î ÷°¡µÈ ½Ç¸®ÄÜÀÌ´Ù) ȸ·ÎÀÇ ÇÑÂÊ ³¡¿¡¼ ÀüÀÚµéÀº ¼¿·Î ´Ù½Ã µé¾î°¡°í PŸÀÔ ¹ÝµµÃ¼ÀÇ Á¤°øÀ» ¸¸³´Ù. (ÀÌ°ÍÀº Â÷°¡¿î ¼¿ÀÇ ³¡ºÎ±Ù¿¡¼ ÀϾÙ.) ÀüÀÚµéÀº Á¤°øÀ¸·Î ´Ù½Ã ¶³¾îÁö°í ÃÊ°úµÈ ¿¡³ÊÁö´Â ¿·Î½á ³²´Â´Ù. ÀÌ·¸°ÔÇؼ ÀüÀÚ´Â ¿ÜºÎȸ·Î¸¦ ÅëÇØ È帣°í ÆÒ ¸ðÅ͸¦ ±¸µ¿ÇÑ´Ù.
¼¿ÀÇ ¾ç´Ü »çÀÌ¿¡ ¿ÂµµÂ÷°¡ Á¸ÀçÇÏ´ÂÇÑ ÀüÀÚ¿Í Á¤°øÀº °è¼Ó È带 °ÍÀÌ°í ÆÒÀº µ¹¾Æ°¥ °ÍÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ¿ÂµµÂ÷°¡ Á¸ÀçÇÏÁö ¾Ê´Â´Ù¸é ÀüÀÚ´Â ÃÊ°ú¿¡³ÊÁö¸¦ ¹ö¸± ¼ö ÀÖ´Â °ø°£ÀÌ ¾ø±â ¶§¹®¿¡ Á¤°ø°ú Àç°áÇÕ ÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ÀÌ °æ¿ì¿¡ ¿Àü¼¿Àº ¿¿ªÇÐ Á¦2¹ýÄ¢¿¡ ÀÇÇØ Á¦¾àÀ» ¹Þ´Â´Ù. |
2) ÆçƼ¾î È¿°ú(Peltier Effcet)
[±×¸²2] ÆçƼ¾îÈ¿°ú ½ÇÇè |
(1) º¯È¯±â »ó´ÜÀÇ ½ºÀ§Ä¡¸¦ ÇÏ´ÜÀ¸·Î ³»¸®°í(E ¡æ ¥ÄT) Àü¿øÀåÄ¡ÀÇ Àü¿ø´ÜÀÚ¸¦ ±Ø¼º¿¡ ¸Â°Ô º¯È¯±â¿¡ ¿¬°áÇÑ´Ù. Àü¿øÀ» ÄÒ ´ÙÀ½ õõÈ÷ 5V-3A Á¤µµ·Î ¸ÂÃá´Ù. [ÁÖÀÇ] À̶§ Àü¿øÀåÄ¡¸¦ 2ºÐÀÌ»ó ÄÑÁö ¸»°í 8V ÃÊ°ú ±ÝÁö!
(2) Àü·ù°¡ È帣´Â µ¿¾È ¼ÕÀ¸·Î º¯È¯±â 2°³ÀÇ ¸éÀ» ¸¸Á®º¸°í ¿ÂµµÂ÷°¡ È®¿¬È÷ ´À²¸Áö¸é Àü¿øÀåÄ¡¸¦ ²ö´Ù. (¹ßÀÇ ¿Âµµ¸¦ ¸ð´ÏÅÍÇϱâ À§ÇÏ¿© µðÁöÅпµµ°è¸¦ »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.) Àü¿øÀåÄ¡¸¦ ÅëÇÏ¿© ¿¡³ÊÁö(Àü·Â)¸¦ °ø±ÞÇÒ ¶§ °ø±ÞµÈ ¿¡³ÊÁö´Â ¿ÂµµÂ÷·Î µå·¯³ª´Â°¡? ´Ù½Ã º¯È¯±âÀÇ ½ºÀ§Ä¡¸¦ ¿Ã¸®¸é(¥ÄT ¡æ E) ¾î¶»°Ô µÉ±î? |
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[Âü°í] ÆçƼ¾îÈ¿°ú ¿ø¸®
ÆçƼ¾î È¿°ú°¡ ÀϾ´Â µ¿¾È, ÀüÀ§Â÷´Â ÀüÀÚ¿Í Á¤°øÀÌ »ó´ëÀûÀ¸·Î N, PŸÀÔÀÎ ¹ÝµµÃ¼ ±Ý¼ÓÀÇ ÇÑÂÊ ³¡À¸·Î ºÎÅÍ È帣°Ô ÇÏ´Â ¿øÀÎÀÌ µÈ´Ù. NŸÀÔ ¹ÝµµÃ¼ ³»¿¡ÀÖ´Â ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿Àº ¹ÝµµÃ¼ÀÇ ³¡´Ü À¸·ÎºÎÅÍ ³»ºÎ¿¡³ÊÁö¸¦ Àü¼ÛÇϰԵǰí ÇÑÂÊ ³¡(±×¸²ÀÇ ¿ÞÂÊ)Àº Â÷°¡¿ÍÁø´Ù. Á¤°øÀÌ À̵¿ÇÏ´Â µ¿¾È PŸÀÔ ¹ÝµµÃ¼¿¡ ´ëÇؼµµ °°Àº °á°ú°¡ ÀϾÙ. Â÷°¡¿î Ãø¸é(COLD)À¸·Î ºÎÅÍ ¶ß°Å¿î Ãø¸é(HOT)°÷À¸·ÎÀÇ ¿Àü¼ÛÀº ȸ·Î¿¡ È帣´Â ¿î¹ÝÀü·ù¿¡ ºñ·ÊÇÏ°í ¿ÀüÆßÇÁ¸¦ ÀÌ·ç´Â ¿Àü¼¿(¿Àü´ë)ÀÇ ¼ö¿¡ ºñ·ÊÇÑ´Ù. | 3) ¿ ÃàÀü±â(Thermal Capacitor)
Á¦º¤È¿°ú ½ÇÇèÈÄ 2°³ ¿ë±â·ÎºÎÅÍ º¯È¯±â¸¦ ºÐ¸®Çϰųª ÆçƼ¾î È¿°ú ½ÇÇè ÈÄ º¯È¯±â·ÎºÎÅÍ Àü¿øÀåÄ¡¸¦ ºÐ¸®ÇÏ°í ½ºÀ§Ä¡¸¦ »ó´Ü(¥ÄT ¡æ E) À¸·Î À§Ä¡ÇÑ´Ù. ½ÇÇèÀüÀÇ ¿ÂµµÂ÷´Â ¾ÆÁ÷ Á¸ÀçÇϹǷΠº¯È¯±âÀÇ ÆÒÀº ¿ÂµµÂ÷°¡ »ç¶óÁú¶§±îÁö ȸÀüÇÒ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ »óŸ¦ Àü±âÀûÀÎ ÃàÀü±â¿Í ºñ½ÁÇϹǷΠ¿ ÃàÀü±â¶ó ºÎ¸¥´Ù.
[Âü°í] ¿ÀüÆßÇÁÀÇ ±¸Á¶
¿Àü º¯È¯±â´Â 71°³ÀÇ ¿Àü ³Ã°¢ "½Ö"À¸·Î ÀÌ·ç¾îÁ® ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀº µÎ°¡Áö ¿ä¼ÒÀÇ ¹ÝµµÃ¼·Î ¸¸µé¾îÁö´Âµ¥, ù ¹ø° ºñ½º¹«½º Åڷ縣ÈÇÕ¹°(4°¡Áö ±¸¼º¿ä¼Ò ºñ½º¹«½º(Bi), Åڷ縣(Te), ¼¿·»(Se), ¾ÈƼ¸ó(Sb) ÀÇ ÇÕ±Ý)Àº ÀüÀÚ¸¦ Áö³ªÄ¡°Ô(NŸÀÔ)÷°¡Çϰųª °áÇÌ(PŸÀÔ)µÇ°Ô ÷°¡ÇÑ °ÍÀÌ´Ù. Àü±âÀûÀ¸·Î Á÷·Ä·Î ¿¬°áµÇ°í ¿ÀûÀ¸·Î´Â º´·Ä·Î ¿¬°áµÈ ½ÖÀÌ ¿ÀüÆßÇÁ ³»¿¡ ÁýÀûµÇ¾î ÀÖ´Ù. ¿ÆßÇÁ´Â ±Ý¼ÓÀ¸·Î ÇǺ¹µÈ ¼¼¶ó¹Í ÆÇ »çÀÌ¿¡ Á¸ÀçÇÑ´Ù. |
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