熱電対のゼーベック効果について教えてください!!基本的なことはわかっているつもりなのですが,なぜ異種金属でないとだめなのかよくわかりません。できるだけ詳しい説明お願いします。

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熱電対」に関するQ&A: 熱電対の誤差原因

A 回答 (2件)

kyaezawa さんが書いておられる通りですが,すこし補足します.



金属内部には自由に動ける電子(自由電子)がいっぱい詰まっています.
金属の内部に温度差があると,高温部の自由電子は低温部の自由電子より大きな
運動エネルギーを持っていますから,温度の低い方へ移動しようとします.
これが熱起電力です.
でも,1本の金属線に高温部と低温部を作ってももちろん電流は流れません
(閉回路になっていないと電流は流れない).
で,金属線の中はどうなっているかと言いますと,熱起電力によって自由電子が
移動すると,クーロン電場ができて電子の移動を妨げます.
熱起電力とクーロン電場がつりあったところで平衡状態になります.

さて,電流を流そうと思ってもう1本金属線を持ってきて回路をループ状にしてみましょう.
同じ金属を持ってくると,同じ大きさの熱起電力が互いに打ち消し合ってしまうので
電流はどちら向きにも流れません.
ところが,違う種類の金属線をもってきますと,
熱起電力が違うので完全に打ち消し合うことなく正味の起電力が残ります.
こうして,異種金属線をつなぐと電流が流れるのです.
温度差と熱起電力を結びつける係数がゼーベック係数で,
物質によって異なることは kyaezawa さんが書かれているとおりです.
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この回答へのお礼

ありがとうございます。なぜ、熱を与えると電流が流れるかがよくわかりました。今後ともよろしくお願いします。

お礼日時:2000/12/23 16:38
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この回答へのお礼

親切な説明ありがとうございます。

お礼日時:2000/12/18 23:54

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 アルミ合金板、またはアルミメッキ鉄板を、鉄製の部品に、鉄製のボルトで固定しようとしています。鉄製の部品の表面処理はMFZn-C後カチオン塗装、またはMFZn-Cのみで、ボルトの表面処理はMFZn-CまたはMFZn-Gです。この時、異種金属接触腐食(電食)の発生を気にしたほうが良いのでしょうか?もし、発生してしまうのでしたら、対策としてどのような方法がございますでしょうか?
また、何か資料がございましたらご紹介願います。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 機械の設計屋です。
 
 クルマの車体設計では、犠牲電極を新たに設定し、電気を流して鋼板のサビを守るより亜鉛メッキ鋼板の方が防食性が高いと考えられています。
 その点から考えますと亜鉛メッキが完全なら防食性能はかなり高いので、アルミを直付けしてもアルミが犠牲電極とはならない様な気がしますし、また、塗装だけでも電位差腐食の絶縁には効果がありますが、しかし現実にはネジ部や座面部、或いは部品同士の接触部は塗膜やメッキが剥がれ易く、アルミと鉄(鋼?)が導通してしまうケースが多いです。
 
 そぅしますと問題は、その鋼とアルミが混在している装置を置く環境と耐用年数、それに使用期間内でどの程度なら腐食しても良いか?にかかってきます。

1.完全にドライな環境でしたら、導通があってもほとんど問題とはならないはずです。
 ただ経験的には、湿度や温度差がある環境では、どれほど直接水分がかからない様に気をつけていても、大気中の水分か或いは結露によるものか、電位差によると見られる腐食が発生する様です。

2.例えば自動車の様な、比較的劣悪な環境に置かれている機械では、鋼とアルミ板を接触させてしまうと、早ければ1年程度でも無視出来ない腐食が見られる事もあります。

3.電位差の有る/無しにかかわらず、地球上では機械構造用金属はほぼ何らかの腐食を起こすと考えて差し支えないでしょう。(アルミは勿論、SUS=ステンレスも非常に危険な腐食を起こします。チタンは・・・・ワタシが携わっているジャンルの機械では『腐食しない』と見なしていますが)
 或る機械を設計する時、実際に考えなければならないのは『腐食するかしないか?』ばかりでは無く『どの程度までの腐食なら許容可能か?』です。
 御質問のケースでは、導通させてしまうとアルミ側が犠牲電極となり一方的に腐食する事になりますが、例えば想定されている耐用年数内で機械強度の80%を確保すれば良い、などの目標値を満足させるのが、現実的な設計と言えます。

・・・・とゆぅワケで、貴殿が御計画の装置がどの様なモノなのか判らないので、とりあえず一般論的なモノを拾って打ちました。
 しかしこれでは結論が出ないので、結論代わりに(?)自分ならどぅするか?と申しますと・・・・
 鋼とアルミの組合せなら、環境がどぅでもとりあえず絶縁を基本とします(御質問のケースなら、ボルト~アルミ板間、アルミ板~鋼製部品間の、2箇所の絶縁です)。
 これは後々発生が予想されるリスクを、その時に回避可能かどぅか?と考えた結果です(後に腐食が始まり「しまったぁ~」となった時に対策可能かどぅか、と考えますと・・・・また分解して絶縁材を入れて・・・・などはやりたくない、とゆぅのがホンネです)。

 耐用年数の見積りは重要です。それによって絶縁方法を変えますが、結局のところアルミが腐食するかどぅかは絶縁性能の耐久性にかかっているので、耐用年数≒絶縁材の耐久性能として選択されればよいでしょう。

>対策としてどのような方法がございますでしょうか?

 絶縁方法は色々考えられます。耐環境性をあまり考慮しなくてよいなら、セロテープやビニールテープを貼るだけでも十分ですし、エンジニアリング・プラスチックやネオプレン・ゴムのカラーや板を作り、ボルト穴や鋼製部品との接触部に入れると半永久的に絶縁性能を確保出来ます。
 また、頻繁な脱着をしない、組立てた後は応力がかからない、などの条件であれば、エポキシなどの合成樹脂系接着剤や、場合によっては2液硬化塗料の厚塗りだけでも要求性能は満足します。

>また、何か資料がございましたらご紹介願います。
 
 これは・・・・どぅでしょう?一応ワタシが知る限りでは、『計算では予測不能』となっているので、学術的な解説書があるかどぅか・・・・ワタシの場合は、あらかじめ試験片を作り、塩水噴霧などの加速耐久実験によるデータを集めておきますが・・・・恐らく、機械の防錆性能はどの業種、どの企業でも重要なノウハウとなっているはずなので、具体的なデータ集なども公表されていないのではないか?と思います。
 とりあえず金属材料系の本(教科書)で腐食を扱ったモノは色々出回っているので、大きな書店や図書館でその辺りの本を調べてみる、ぐらいしか思い付きませんが・・・・。

 さて、長くなりましたが最後に一言。

 アルミ板とアルミメッキ鋼板では、全く意味が違います。アルミ板は御質問通り電位差腐食を考慮しなければなりませんが、アルミメッキ鋼板のアルミ層はメッキをかぶせた鋼板の犠牲電極となっているので、鉄製部品への取り付けを絶縁してもメッキを被せた鋼板を腐食させない様に腐食します。

 機械の設計屋です。
 
 クルマの車体設計では、犠牲電極を新たに設定し、電気を流して鋼板のサビを守るより亜鉛メッキ鋼板の方が防食性が高いと考えられています。
 その点から考えますと亜鉛メッキが完全なら防食性能はかなり高いので、アルミを直付けしてもアルミが犠牲電極とはならない様な気がしますし、また、塗装だけでも電位差腐食の絶縁には効果がありますが、しかし現実にはネジ部や座面部、或いは部品同士の接触部は塗膜やメッキが剥がれ易く、アルミと鉄(鋼?)が導通してしまうケースが多い...続きを読む

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下記間違えた!!
1.5 , 1.0 , 2.5 , 3.0 , 2.5(平均2.1)

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そしてコイルに電流が流れると磁場が生じますが、この磁場は棒磁石の接近を妨げる向きとなる。
これをレンツの法則と言って高校あたりの物理で習います。

N極がコイルに近づいて来るわけですから、コイルに右手の法則(もしくは右ねじの法則)で、
コイルの中心から上に向けてN極が生じるように電流が流れます。
問題の絵ではコイルに反時計回りに電流が流れることになり、電流計は左側に振れます。
磁石の真ん中がコイルを通り過ぎた辺りから磁石のS極が近付いてくるので、
その磁場を打ち消すように電流は逆向き(時計回り)に流れて電流計は右側にふれて、
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なので答えは(イ)

探したら動画が出てきました↓
https://www.youtube.com/watch?v=PB_qS7nHFvg

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異種の塩ビ接合について教えて下さい。
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参考URL:http://www.akizuki.ne.jp/mesure.html


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