半導体7【電験3種 理論】2種類の金属の閉回路に生じる熱起電力（ゼーベック効果）を判別する！令和5年度上期 A問題12 完全解説

今回は令和5年度上期 理論科目 A問題12を解説します。異なる2種類の金属A・Bで閉回路を作り、二つの接合点を異なる温度に保ったときに何が生じるか、またその現象を何効果というかを問う穴埋め問題です。

異種金属の閉回路で接合点に温度差を与えると熱起電力が発生し、閉回路なので電流が流れます。この熱電現象がゼーベック効果で、熱電対（温度センサ）の原理です。

出題のポイント

令和5年度上期 理論科目 A問題12：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 【電子理論（半導体等）】 令和5年度上期 A問題12

　図のように、異なる2種類の金属A、Bで一つの閉回路を作り、その二つの接合点を異なる温度に保てば、(ア)。この現象を(イ)効果という。

上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	(ア)	(イ)
(1)	電流が流れる	ホール
(2)	抵抗が変化する	ホール
(3)	金属の長さが変化する	ゼーベック
(4)	電位差が生じる	ペルチェ
(5)	起電力が生じる	ゼーベック

ポイント解説：異種金属＋温度差で起電力（ゼーベック効果）

異なる2種類の金属を接合して閉回路を作り、二つの接合点を異なる温度に保つと、温度差に応じた熱起電力が発生する。閉回路なのでこの起電力によって電流も流れる。この熱電現象を『ゼーベック効果』といい、熱電対（温度センサ）の原理でもある。

(ア)は『起電力が生じる』が正しい（抵抗変化や長さ変化は別現象で、本質は熱起電力の発生）。(イ)は『ゼーベック』。ペルチェ効果は逆に電流を流すと接合部で吸熱・発熱が起きる現象、ホール効果は磁界による現象で別物。

問題の解説

STEP1　(ア) 何が生じるか

異種金属の閉回路で接合点に温度差を与えると、熱起電力が生じる（そして電流が流れる）。(ア)＝起電力が生じる。

STEP2　(イ) 効果の名称

この熱電現象はゼーベック効果。熱電対の原理。(イ)＝ゼーベック。

STEP3　結論

(ア)起電力が生じる・(イ)ゼーベックの(5)。

答え：(5)

まとめ

(ア)	起電力が生じる
(イ)	ゼーベック効果
関連	熱電対の原理
答え	(5)

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