珀耳帖效應

如果兩種不同的導體連接成迴路，且兩接頭的溫度T1和T2不同時，則迴路中產生電動勢，會有電流出現。此現象是T.J.塞貝克在1821年發現的。溫差電動勢與兩接頭的溫度勢及兩種材料的性質有關，可用溫差電動勢率S12，即單位溫差產生的電動勢來描述這一效應

當有電流通過不同的導體組成的迴路時，除產生不可逆的焦耳熱外，在不同導體的接頭處隨著電流方向的不同會分別出現吸熱、放熱現象。如果電流從自由電子數較高的一端A流向自由電子數較低的一端B，則B端的溫度就會升高；反之，B端的溫度就會降低。這是J.C.A.珀耳帖在1834年發現的。如果電流由導體1流嚮導體2，則在單位時間內，接頭處吸收/放出的熱量與通過接頭處的電流密度成正比

12稱為珀耳帖係數，與接頭處材料的性質及溫度有關。這一效應是可逆的，如果電流方向反過來，吸熱便轉變成放熱。

1834年法國科學家珀爾貼發現了熱電致冷和致熱現象－即溫差電效應。由N、P型材料組成一對熱電偶，當熱電偶通入直流電流后，因直流電通入的方向不同，將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象，稱這種現象為珀爾帖效應。

半導體製冷器, 也叫熱電製冷器或溫差製冷器, 它採用了帕爾貼效應.

1856年W.湯姆孫(即開爾文)用熱力學分析上述兩種溫差電效應時指出，還應有第三種溫差電現象存在。後來有人在實驗上發現，如果在存在溫度梯度的均勻導體中通有電流時，導體中除了產生不可逆的焦耳熱外，還要吸收或放出一定的熱量，這一現象定名為湯姆孫效應。在單位時間和單位體積內吸收或放出的熱量與電流密度j及溫度梯度成正比

溫差電現象：在固態或液態導體中，利用三種相互關聯的現象：塞貝克效應、珀耳帖效應和湯姆孫效應（包括磁場對每個效應的影響），把內能直接轉換成電能(或其逆過程)的現象。

這三種熱電現象都是可逆的。湯姆孫用熱力學得出上述三種熱電效應的輸運係數之間存在如下關係

這稱為第一和第二湯姆孫關係式，為實驗所證實。

在半導體中同樣存在著上述三種溫差電現象，而且效應比金屬導體中顯著得多。如金屬中溫差電動勢率約為0～10微伏/攝氏度之間，在半導體中常為幾百微狀/攝氏度，甚至達到幾毫伏／攝氏度。因此金屬中的塞貝克效應主要用於溫差電偶（用作溫度計）；而半導體可用於溫差發電。珀耳帖效應可用於致冷（見溫差發電和致冷）。目前一級致冷，溫差可達50～60°C；二級致冷可達70～80°C;三級致冷可達90～100°C。由於低溫下材料的致冷性能變差，所以一般只作到三級左右。