Elektriskā un siltumvadītspēja
Siltumvadītspēja un elektrovadītspēja ir divas ļoti svarīgas vielas fizikālās īpašības. Materiāla siltumvadītspēja apraksta, cik ātri materiāls var vadīt siltumenerģiju. Materiāla elektrovadītspēja apraksta elektrisko strāvu, kas radīsies dotās potenciālās starpības dēļ. Abas šīs īpašības ir labi raksturotas, un tām ir plašs pielietojums tādās jomās kā enerģijas ražošana un pārvade, elektrotehnika, elektronika, termodinamika un siltums, kā arī daudzās citās jomās. Šajā rakstā mēs apspriedīsim siltumvadītspēju un elektrovadītspēju, to definīcijas, siltumvadītspējas un elektrovadītspējas līdzības, to pielietojumu un visbeidzot atšķirību starp siltuma vadītspēju un elektrovadītspēju.
Elektriskā vadītspēja
Komponenta pretestība ir atkarīga no dažādiem parametriem. Vadītāja garumam, vadītāja laukumam un vadītāja materiālam ir daži nosaukumi. Materiāla vadītspēju var definēt kā tāda bloka vadītspēju, kura vienības izmēri ir izgatavoti no materiāla. Materiāla vadītspēja ir pretestības apgrieztā vērtība. Vadītspēju parasti apzīmē ar grieķu burtu σ. SI vadītspējas vienība ir siemens uz metru. Jāatzīmē, ka vadītspēja ir materiāla īpašība noteiktā temperatūrā. Vadītspēja ir pazīstama arī kā īpaša vadītspēja. Komponenta vadītspēja ir vienāda ar materiāla vadītspēju, kas reizināta ar materiāla laukumu, dalītu ar materiāla garumu. Vadot elektrību,elektroni materiāla iekšienē pāriet no lielāka potenciāla uz mazāku potenciālu. Komponenta vadītspēju var definēt arī kā strāvu, kas rodas uz sprieguma starpības vienību. Vadītspēja ir objekta īpašība, savukārt elektriskā vadītspēja ir materiāla īpašība.
Siltumvadītspēja
Siltumvadītspēja ir materiāla spēja vadīt siltumenerģiju. Siltumvadītspēja ir materiāla īpašība. Siltuma vadītspēja ir objekta īpašība. Vissvarīgākais siltuma vadītspējas likums ir siltuma plūsmas vienādojums. Šis vienādojums norāda, ka siltuma plūsmas ātrums caur konkrētu objektu ir proporcionāls objekta šķērsgriezuma laukumam un temperatūras gradientam. Matemātiskā formā to var uzrakstīt kā dH / dt = kA (∆T) / l, kur k ir siltuma vadītspēja, A ir šķērslaukums, ∆T ir temperatūras starpība starp abiem galiem un l ir garums objekta. ∆T / l var nosaukt par temperatūras gradientu. Siltumvadītspēju mēra vatos uz kelvīnu uz metru.
Kāda ir atšķirība starp siltuma vadītspēju un elektrisko vadītspēju?
• Siltuma vadīšanas procesā siltumu pārnes materiāla iekšienē esošo atomu svārstības. Elektriskajā vadībā paši elektroni pārvietojas, lai izveidotu strāvu.
• Lielākā daļa siltuma vadītāju ir labi elektrības vadītāji. Gan siltuma vadītspēja, gan elektrovadītspēja ir atkarīga no materiāla.
• Siltumvadītspējā enerģija tiek pārnesta, bet elektrovadītspējā - elektroni.
