Elektrická vs. tepelná vodivosť
Tepelná vodivosť a elektrická vodivosť sú dve veľmi dôležité fyzikálne vlastnosti hmoty. Tepelná vodivosť materiálu popisuje, ako rýchlo môže materiál viesť tepelnú energiu. Elektrická vodivosť materiálu opisuje elektrický prúd, ktorý vznikne v dôsledku daného rozdielu potenciálov. Obe tieto vlastnosti sú dobre charakterizované a majú obrovské množstvo aplikácií v oblastiach, ako je výroba a prenos energie, elektrotechnika, elektronika, termodynamika a teplo a v mnohých ďalších oblastiach. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je tepelná vodivosť a elektrická vodivosť, ich definície, podobnosti medzi tepelnou vodivosťou a elektrickou vodivosťou, ich aplikácie a nakoniec rozdiel medzi tepelnou vodivosťou a elektrickou vodivosťou.
Elektrická vodivosť
Odpor komponentu závisí od rôznych parametrov. Napríklad dĺžka vodiča, plocha vodiča a materiál vodiča. Vodivosť materiálu môže byť definovaná ako vodivosť bloku, ktorý má jednotkové rozmery vyrobené z materiálu. Vodivosť materiálu je inverznou hodnotou k odporu. Vodivosť sa zvyčajne označuje gréckym písmenom σ. Jednotkou SI vodivosti je siemens na meter. Je potrebné poznamenať, že vodivosť je špecificky vlastnosťou materiálu pri danej teplote. Vodivosť je tiež známa ako špecifická vodivosť. Vodivosť komponentu sa rovná vodivosti materiálu vynásobenej plochou materiálu delenou dĺžkou materiálu. Pri vedení elektriny sa elektróny vo vnútri materiálu pohybujú z vyššieho potenciálu do nižšieho potenciálu. Vodivosť komponentu môže byť tiež definovaná ako prúd generovaný na jednotkový rozdiel napätia. Vodivosť je vlastnosťou objektu, zatiaľ čo elektrická vodivosť je vlastnosťou materiálu.
Tepelná vodivosť
Tepelná vodivosť je schopnosť materiálu viesť tepelnú energiu. Tepelná vodivosť je vlastnosťou materiálu. Tepelná vodivosť je vlastnosťou objektu. Najdôležitejším zákonom tepelnej vodivosti je rovnica tepelného toku. Táto rovnica hovorí, že rýchlosť toku tepla daným objektom je úmerná ploche prierezu objektu a teplotnému gradientu. V matematickej forme to možno zapísať ako dH/dt=kA(∆T)/l, kde k je tepelná vodivosť, A je priečna plocha, ∆T je teplotný rozdiel medzi dvoma koncami a l je dĺžka objektu. ∆T/l možno označiť ako teplotný gradient. Tepelná vodivosť sa meria vo wattoch na kelvin na meter.
Aký je rozdiel medzi tepelnou vodivosťou a elektrickou vodivosťou?
• Pri tepelnom vedení sa teplo prenáša osciláciou atómov vo vnútri materiálu. Pri elektrickom vedení sa samotné elektróny pohybujú, aby vytvorili prúd.
• Väčšina tepelných vodičov sú dobré elektrické vodiče. Tepelná vodivosť aj elektrická vodivosť závisia od materiálu.
• Pri tepelnej vodivosti sa prenáša energia, ale pri elektrickej vodivosti sa prenášajú elektróny.
