Elektriline vs soojusjuhtivus
Soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus on aine kaks väga olulist füüsikalist omadust. Materjali soojusjuhtivus kirjeldab, kui kiiresti materjal suudab soojusenergiat juhtida. Materjali elektrijuhtivus kirjeldab antud potentsiaalide erinevuse tõttu tekkivat elektrivoolu. Mõlemad omadused on hästi iseloomustatud ja neil on tohutult rakendusi sellistes valdkondades nagu elektritootmine ja ülekanne, elektrotehnika, elektroonika, termodünaamika ja soojus ning paljud muud valdkonnad. Selles artiklis käsitleme, mis on soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus, nende määratlused, sarnasused soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivuse vahel, nende rakendused ning lõpuks erinevus soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivuse vahel.
Elektrijuhtivus
Komponendi takistus sõltub erinevatest parameetritest. Juhi pikkus, juhi pindala ja dirigendi materjal peavad nimetama mõnda neist. Materjali juhtivust saab määratleda ploki juhtivusena, mille mõõtmed on valmistatud materjalist. Materjali juhtivus on vastupidavus vastupidine. Juhtivust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega σ. SI juhtivuse ühik on siemens meetri kohta. Tuleb märkida, et juhtivus on konkreetselt materjali omadus antud temperatuuril. Juhtivust nimetatakse ka spetsiifiliseks juhtivuseks. Komponendi juhtivus on võrdne materjali juhtivusega, mis on korrutatud materjali pindalaga, jagatuna materjali pikkusega. Elektri juhtimiselmaterjali sees olevad elektronid liiguvad suuremast potentsiaalist madalamale. Komponendi juhtivust saab määratleda ka pinge erinevuse ühiku kohta tekitatud vooluna. Juhtivus on objekti omadus, samas kui elektrijuhtivus on materjali omadus.
Soojusjuhtivus
Soojusjuhtivus on materjali võime soojusenergiat juhtida. Soojusjuhtivus on materjali omadus. Soojusjuhtivus on objekti omadus. Kõige olulisem soojusjuhtivuse seadus on soojusvoo võrrand. Selles võrrandis öeldakse, et antud objekti läbiva soojusvoo kiirus on proportsionaalne objekti ristlõike pindala ja temperatuuri gradiendiga. Matemaatilises vormis võib selle kirjutada järgmiselt: dH / dt = kA (∆T) / l, kus k on soojusjuhtivus, A on ristpindala, ∆T on kahe otsa temperatuurivahe ja l pikkus objekti. ∆T / l võib nimetada temperatuuri gradiendiks. Soojusjuhtivust mõõdetakse vattides kelvini meetri kohta.
Mis vahe on soojusjuhtivusel ja elektrijuhtivusel?
• Soojusjuhtivuses kandub soojus materjali aatomite võnkumise kaudu. Elektrijuhtivuses liiguvad elektronid ise voolu tekitamiseks.
• Enamik soojusjuhtmeid on head elektrijuhid. Nii soojusjuhtivus kui ka elektrijuhtivus sõltuvad materjalist.
• Soojusjuhtivuse korral kandub energia üle, elektrijuhtivuses aga elektronid.
