4-5 열로 전기를 만든다

4-5 열로 전기를 만든다

열전 효과

u 열전효과(thermoelectricity) – 열 로부터 전기를 얻는 현상

u 도체 한쪽을 가열하여 온도가 올라 가 다른 쪽보다 높아지면 양전하가 온 도가 낮은쪽으로 확산하여 전위차 생성 u 전장의 방향이 양전하의 이동을 저 지하여 온도차에 의한 확산과 전장의 크기가 같아지면 더 이상의 변화가 생 기지 않는다.

u 열전효과(thermoelectricity) – 열 로부터 전기를 얻는 현상

u 도체 한쪽을 가열하여 온도가 올라 가 다른 쪽보다 높아지면 양전하가 온 도가 낮은쪽으로 확산하여 전위차 생성 u 전장의 방향이 양전하의 이동을 저 지하여 온도차에 의한 확산과 전장의 크기가 같아지면 더 이상의 변화가 생 기지 않는다.

제벡 효과와 펠티에 효과

u 제백(Seebeck)효과 - 다른 두 물체를 접합시킨 다음 두 접점 사이에 온도차를 주면 전류가 흐른다. 이를 열기전력이라고도 부름

u 펠티에 효과 – 서로 다른 두 물체로 된 회로에 전류를 흘리면 두 접 점의 온도차가 달라져 한쪽은 열을 방출하고, 한쪽은 열을 흡수하며, 전류 의 방향을 바꾸면 열 흡수와 방출부분이 바뀐다.

그림 4-33

u 서로 다른 물체를 P형 반도체와 N형 반도체로 한 열전 반도체

그림 4-35

그림 4-36

그림 4-37

4-6 트랜지스터는 확대 복사기

트랜지스터 구조

u 트랜지스터 특징 1) 증폭기능

2) 메모리 기능 u 트랜지스터 구조

P형 반도체와 N형 반도체가 교대로 세 개가 결합한 구조

u NPN트랜지스터, PNP트랜지스터 있음 u 트랜지스터 단자를 베이스(Base), 에 미터(Emitter), 컬렉터(Collecter)라고 함.

u 에미터전류(I_E) =

베이스전류(I_B)+컬렉터전류(I_C) u 트랜지스터는 전류를 증폭한다.

I_C=βI_B, _β는 전류증폭률 u 트랜지스터 특징

1) 증폭기능 2) 메모리 기능 u 트랜지스터 구조

P형 반도체와 N형 반도체가 교대로 세 개가 결합한 구조

u NPN트랜지스터, PNP트랜지스터 있음 u 트랜지스터 단자를 베이스(Base), 에 미터(Emitter), 컬렉터(Collecter)라고 함.

u 에미터전류(I_E) =

베이스전류(I_B)+컬렉터전류(I_C) u 트랜지스터는 전류를 증폭한다.

I_C=βI_B, _β는 전류증폭률

u 에미터 전자는 베이스 정공, 컬렉터 전자보다 농도를 높게 제작한다.

u 트랜지스터의 전류는 에미터 전자에서 주도록 설계되어 있다.

u 베이스 정공의 농도는 최저로 한다.

u 에미터(Emitter), (전자를)보낸다, 컬렉터(Collecter)는 (전자를)모은다.

그림 4-39

트랜지스터 동작

그림 4-41

그림 4-42

그림 4-44

증폭기

5-1 초음파란 무엇인가?

그림 5-1

음파의 분류

u 음파는 흡수나 속도를 정확하게 측정할 수 있다.

u 초음파를 송신한 후 물체에 부딪혀 돌아오는 수신파(반사파, echo)의 시간을 측정하면 물체까지의 거리를 측정할 수 있다.

그림 5-2

동물의 초음파

u 반향정위 – 발사된 초음파의 반향을 통해 사물을 인식하는 기능(박쥐,돌고래) u 박쥐 – 2만㎐-10만㎐의 펄스형태로 수 ㎳동안 초당 10-20번 송신

u 주파수가 높을수록 – 직진성이 있으며, 장애물을 넘을 수 없음

초음파의 응용

u SONAR(SOund Navigation And Ranging) – 수중에서 사용되는 반향정위 u SONAR는 수중에서 레이더 역할, 음속은 공기 중 340m/s, 수중 1500m/s u 초음파는 전파와 달리 유해성이 없어 응용성이 넓다.

그림 5-4

5-2 압력을 가하면 전기가 생긴다

압전 효과

u 압력을 가하면 분극이 발생하여 왼쪽 표면으로 양전하, 오른쪽 표면에 음전하 발생

u 압력을 반대로 가하면 분극이 반대방향으로 생성

그림 5-6

그림 5-8

u 압전소자를 이용한 마이크로폰

u 압전소자를 이용한 가속도계

그림 5-10

압전 변환기

그림 5-12

정류기

그림 5-13