Elektros ir šilumos laidumas
Šiluminis laidumas ir elektrinis laidumas yra dvi labai svarbios fizikinės medžiagos savybės. Medžiagos šilumos laidumas apibūdina, kaip greitai medžiaga gali praleisti šiluminę energiją. Medžiagos elektrinis laidumas apibūdina elektros srovę, kuri atsiras dėl tam tikro potencialų skirtumo. Abi šios savybės yra gerai apibūdintos ir turi daugybę pritaikymų tokiose srityse kaip energijos gamyba ir perdavimas, elektrotechnika, elektronika, termodinamika ir šiluma bei daugelyje kitų sričių. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra šilumos laidumas ir elektrinis laidumas, jų apibrėžimai, šilumos laidumo ir elektros laidumo panašumai, jų pritaikymas ir galiausiai skirtumas tarp šilumos laidumo ir elektros laidumo.
Elektros laidumas
Komponento varža priklauso nuo įvairių parametrų. Laidininko ilgis, laidininko plotas ir laidininko medžiaga. Medžiagos laidumą galima apibrėžti kaip bloko, kurio vienetiniai matmenys pagaminti iš medžiagos, laidumą. Medžiagos laidumas yra atvirkštinis varžos koeficientas. Laidumas paprastai žymimas graikiška raide σ. SI laidumo vienetas yra siemens vienam metrui. Reikia pažymėti, kad laidumas yra konkrečiai medžiagos savybė tam tikroje temperatūroje. Laidumas taip pat žinomas kaip specifinis laidumas. Komponento laidumas yra lygus medžiagos laidumui, padaugintam iš medžiagos ploto, padalyto iš medžiagos ilgio. Laidydami elektrą, medžiagos viduje esantys elektronai pereina iš didesnio potencialo į žemesnį potencialą. Komponento laidumą taip pat galima apibrėžti kaip srovę, sukuriamą įtampos skirtumo vienetui. Laidumas yra objekto savybė, o elektrinis laidumas yra medžiagos savybė.
Šiluminis laidumas
Šiluminis laidumas – tai medžiagos gebėjimas praleisti šiluminę energiją. Šilumos laidumas yra medžiagos savybė. Šilumos laidumas yra objekto savybė. Svarbiausias šilumos laidumo dėsnis yra šilumos srauto lygtis. Ši lygtis teigia, kad šilumos srauto per tam tikrą objektą greitis yra proporcingas objekto skerspjūvio plotui ir temperatūros gradientui. Matematine forma tai galima parašyti kaip dH/dt=kA(∆T)/l, kur k – šilumos laidumas, A – skersinis plotas, ∆T – temperatūrų skirtumas tarp dviejų galų ir l – ilgis. objekto. ∆T/l gali būti vadinamas temperatūros gradientu. Šilumos laidumas matuojamas vatais kelvinui vienam metrui.
Kuo skiriasi šilumos laidumas nuo elektros laidumo?
• Šilumos laidumo metu šiluma perduodama svyruojant atomams medžiagos viduje. Elektros laidumo metu patys elektronai juda, kad sukurtų srovę.
• Dauguma šilumos laidininkų yra geri elektros laidininkai. Tiek šilumos laidumas, tiek elektros laidumas priklauso nuo medžiagos.
• Esant šilumos laidumui, energija perduodama, bet esant elektros laidumui – elektronai.
