공조냉동기계기술사, 기출문제 풀이, 133회, 1교시 4번, 제백효과(Seebeck Effect)와 펠티어효과(Peltier Effect)에 대하여 설명하시오.

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글을 시작하며

안녕하세요. 과학과 우주를 좋아하는 아빠 도도한 쭌냥이입니다. 

공조냉동기술사 기출문제 중 제백효과와 펠티어효과에 관련된 문제를 풀이해보도록 하겠습니다. 공학을 전공하신 분들이라면 한 번씩 들어보셨을 것 같습니다. 그럼 시작하겠습니다. 


제백효과(Seebeck Effect)

열전기적 현상의 하나로, 두 종류의 다른 전도체 또는 반도체를 접합하여 그 접합점들 사이에 온도 차이가 생길 때 전압이 발생하는 현상을 말합니다. 

두 종류의 다름 금속이나 반도체가 접합된 회로에서 접합점 사이에 온도 차이가 발생합니다. 온도 차이가 있을 때 열에너지는 높은 오도의 접합점에서 낮은 온도의 접합점으로 이동합니다. 이 과정에서 전자가 이동하여 전류가 발생합니다. 전자의 이동으로 인해 두 접합점 사이에 전압 차이가 발생합니다. 이 전압 차이를 통해 전기 에너지를 얻을 수 있습니다. 

응용 분야는 다음과 같습니다. 

열전 발전기

제베트 효과를 이용해 열 에너지를 전기 에너지로 변환화는 장치입니다. 자동차의 배기 가스나 산업 공정에서 발생하는 폐열을 전기로 변환해 에너지 효율을 높이는 데 사용합니다. 

열전 온도계(온도 센서)

열전쌍(thermocouple)은 매우 정밀한 온도 측정 장치로, 산업용 온도 측정, 과학 연구, 가전제품 등 다양한 분야에서 사용합니다. 


펠티어효과(Peltier Effect)

전기적 열 이동 현상으로, 두 개의 서로 다른 금속이 접촉할 때 전류가 흐를 경우 한 쪽에서는 열이 발생하고 다른 쪽에서는 열이 흡수되는 현상을 말합니다. 

펠티어 소자는 일반적으로 두 가지 다른 반도체 물질로 구성된 작은 모듈로 되어 있습니다. 이 두 반도체는 열전 재료로서 서로 다른 전기적 성질을 가지고 있으며, 이를 통해 열의 이동을 제어합니다. 

응용분야는 다음과 같습니다. 

냉각장치

  • 소형 냉장고나 캠핑 냉장고와 같은 소형 냉각 장치에 사용
  • 컴퓨터나 우주선 등의 특수 전자 장비의 특정 부분을 냉각시키는데 사용

열전 발전기

펠티어 효과를 활용하여 열 에너지를 전기로 변환할 수 있습니다. 고온과 저온 사이의 온도 차이를 이용하여 전기를 생성합니다. 


글을 마치며

이상으로 제베크 효과와 펠티어 효과에 대해서 알아보았습니다. 답안 작성 시 참고하시기 바랍니다. 이상으로 글을 마치도록 하겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다. 



도도한 쭌냥이

전반적인 과학 분야와 엔지니어링 분야 등 다양한 주제에 관심이 많습니다.

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