Elektromos vs hővezetőképesség
A hővezetőképesség és az elektromos vezetőképesség az anyag két nagyon fontos fizikai tulajdonsága. Az anyag hővezető képessége azt írja le, hogy az anyag milyen gyorsan képes hőenergiát vezetni. Egy anyag elektromos vezetőképessége azt az elektromos áramot írja le, amely egy adott potenciálkülönbség következtében fellép. Mindkét tulajdonság jól jellemezhető, és rengeteg alkalmazási területük van olyan területeken, mint az energiatermelés és -átvitel, az elektrotechnika, az elektronika, a termodinamika és a hőtan és sok más területen. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a hővezetőképesség és az elektromos vezetőképesség, definícióik, a hővezetés és az elektromos vezetőképesség közötti hasonlóságok, alkalmazásaik és végül a hővezetőképesség és az elektromos vezetőképesség közötti különbség.
Elektromos vezetőképesség
Egy komponens ellenállása számos paramétertől függ. A vezető hossza, a vezető területe és a vezető anyaga csak néhány említésre méltó. Egy anyag vezetőképessége az anyagból készült egységnyi méretű blokk vezetőképességeként definiálható. Egy anyag vezetőképessége az ellenállás fordítottja. A vezetőképességet általában a görög σ betűvel jelölik. A vezetőképesség SI mértékegysége siemens per méter. Meg kell jegyezni, hogy a vezetőképesség kifejezetten az anyag sajátossága egy adott hőmérsékleten. A vezetőképességet fajlagos vezetőképességnek is nevezik. Egy alkatrész vezetőképessége megegyezik az anyag vezetőképességének szorzatával, az anyag területével osztva az anyag hosszával. Az elektromosság vezetése során az anyag belsejében lévő elektronok magasabb potenciálról alacsonyabb potenciálra mozognak. Egy alkatrész vezetőképessége az egységnyi feszültségkülönbségre jutó áramként is meghatározható. A vezetőképesség a tárgy tulajdonsága, míg az elektromos vezetőképesség az anyag tulajdonsága.
Hővezetőképesség
A hővezető képesség az anyag azon képessége, hogy hőenergiát vezet. A hővezető képesség az anyag sajátossága. A hővezetés az objektum sajátossága. A hővezetőképesség mögött meghúzódó legfontosabb törvény a hőáramlási egyenlet. Ez az egyenlet kimondja, hogy az adott objektumon keresztüli hőáramlás sebessége arányos az objektum keresztmetszetének területével és a hőmérsékleti gradienssel. Ez matematikai formában a következőképpen írható fel: dH/dt=kA(∆T)/l, ahol k a hővezető képesség, A a keresztfelület, ∆T a két vég közötti hőmérsékletkülönbség és l a hossz a tárgyról. A ∆T/l hőmérsékleti gradiensnek nevezhető. A hővezető képességet watt per kelvin per méter mértékegységben mérik.
Mi a különbség a hővezetőképesség és az elektromos vezetőképesség között?
• A hővezetés során a hőt az anyag belsejében lévő atomok rezgése adja át. Az elektromos vezetés során maguk az elektronok mozognak, hogy létrehozzák az áramot.
• A legtöbb hővezető jó elektromos vezető. Mind a hővezető, mind az elektromos vezetőképesség az anyagtól függ.
• A hővezető képességben az energia, de az elektromos vezetőképességben az elektronok átvitele történik meg.
