熱電効果とは
熱電効果は、温度差を直接電圧に変換し、その逆も可能にする現象です。異なる二つの材料を接合して加熱することで、材料間で電子が移動し、電流が流れます。熱電効果には、ゼーベック効果、ペルチェ効果、そしてトムソン効果の三つの効果が含まれます。
ゼーベック効果
ゼーベック効果は、二つの異なる導体または半導体間の温度差が電圧差を生じさせる現象です。二つの異なる導体が電気的に直列に、熱的に並列に接続された接合部に温度勾配が存在する場合、電圧が生じます。この電圧はゼーベック係数S（S = V/ΔT）と二つの接合部間の温度差に依存します。
ペルチェ効果
ペルチェ効果は、ゼーベック効果の逆現象です。異なる二つの導体の電気化接合部で加熱または冷却が生じる現象で、電動機源を用いて電流を流すことにより、一方の接合部を加熱し、他方を冷却します。ペルチェ係数（π）は、電流（I）と加熱率（q）の比率で定義されます：π = I/q。
トムソン効果
トムソン効果は、小さな温度勾配が単一導体に適用されたときに発生する電流を記述します。この関係は式 q = βIΔT で表されます。ここで、qは加熱率、Iは電流、ΔTは温度変化、βはトムソン係数です。
熱電効果の関係式
ケルビン卿は、ゼーベック、ペルチェ、トムソン係数を結びつけるケルビンの関係式を提唱しました。これらの方程式は、三つの係数がどのように相互関連しているかを記述します。ペルチェ効果とゼーベック効果の間の密接な関係は、その係数間の直接的な接続によって見ることができます：Π = TS ここで、Πはペルチェ係数、Tは絶対温度、Sはゼーベック係数です。
