Elektrisk kontra termisk ledningsförmåga
Värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga är två mycket viktiga fysiska egenskaper hos materia. Värmeledningsförmågan hos ett material beskriver hur snabbt materialet kan leda värmeenergi. Den elektriska ledningsförmågan hos ett material beskriver den elektriska ström som kommer att uppstå på grund av en given potentialskillnad. Båda dessa egenskaper är väl karakteriserade och har en stor mängd tillämpningar inom områden som kraftgenerering och transmission, elektroteknik, elektronik, termodynamik och värme och många andra områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga är, deras definitioner, likheter mellan värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga, deras tillämpningar och slutligen skillnaden mellan termisk ledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga.
Elektrisk konduktivitet
Resistensen hos en komponent beror på olika parametrar. Ledarens längd, ledarens yta och ledarens material är för att nämna några. Konduktiviteten hos ett material kan definieras som konduktansen hos ett block med enhetsdimensioner gjorda av materialet. Konduktiviteten hos ett material är det omvända till resistiviteten. Konduktivitet betecknas vanligtvis med den grekiska bokstaven σ. SI-enheten för konduktivitet är siemens per meter. Det måste noteras att konduktivitet specifikt är en egenskap hos materialet vid en given temperatur. Konduktiviteten är också känd som specifik konduktans. Konduktansen hos en komponent är lika med materialets konduktivitet multiplicerat med arean av materialet dividerat med materialets längd. Vid ledning av elektricitet rör sig elektronerna inuti materialet från en högre potential till en lägre potential. Konduktansen för en komponent kan också definieras som den ström som genereras per enhet spänningsskillnad. Konduktansen är en egenskap hos föremålet medan elektrisk konduktivitet är en egenskap hos materialet.
Värmeledningsförmåga
Värmeledningsförmåga är ett materials förmåga att leda värmeenergi. Värmeledningsförmågan är en egenskap hos materialet. Värmekonduktansen är en egenskap hos objektet. Den viktigaste lagen bakom värmeledningsförmågan är värmeflödesekvationen. Denna ekvation anger att hastigheten för värmeflödet genom ett givet objekt är proportionell mot objektets tvärsnittsarea och temperaturgradienten. I matematisk form kan detta skrivas som dH/dt=kA(∆T)/l, där k är värmeledningsförmågan, A är tvärarean, ∆T är temperaturskillnaden mellan de två ändarna och l är längden av objektet. ∆T/l kan betecknas som temperaturgradient. Värmeledningsförmågan mäts i watt per kelvin per meter.
Vad är skillnaden mellan termisk konduktivitet och elektrisk konduktivitet?
• Vid värmeledning överförs värmen genom oscillering av atomer inuti materialet. I elektrisk ledning rör sig elektronerna själva för att skapa strömmen.
• De flesta av värmeledarna är bra elektriska ledare. Både värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga beror på materialet.
• I termisk ledningsförmåga överförs energi men i elektrisk ledningsförmåga överförs elektroner.
