Elekter vs soojusjuhtivus
Soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus on aine kaks väga olulist füüsikalist omadust. Materjali soojusjuhtivus kirjeldab, kui kiiresti suudab materjal soojusenergiat juhtida. Materjali elektrijuhtivus kirjeldab elektrivoolu, mis tekib antud potentsiaalide erinevuse tõttu. Mõlemad omadused on hästi iseloomustatud ja neid kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu elektri tootmine ja ülekanne, elektrotehnika, elektroonika, termodünaamika ja soojus ning paljudes muudes valdkondades. Selles artiklis arutame, mis on soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus, nende määratlused, soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivuse sarnasused, nende rakendused ja lõpuks soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivuse erinevused.
Elektrijuhtivus
Komponenti takistus sõltub erinevatest parameetritest. Juhi pikkus, juhi pindala ja juhtme materjal on mõned. Materjali juhtivust võib defineerida kui materjalist valmistatud ühikumõõtmetega ploki juhtivust. Materjali juhtivus on takistuse pöördväärtus. Juhtivust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega σ. Juhtivuse SI ühik on siemens meetri kohta. Tuleb märkida, et juhtivus on konkreetselt materjali omadus antud temperatuuril. Juhtivust tuntakse ka kui erijuhtivust. Komponendi juhtivus võrdub materjali juhtivusega, mis on korrutatud materjali pindala ja materjali pikkusega. Elektrit juhtides liiguvad materjali sees olevad elektronid kõrgem alt potentsiaalilt madalamale. Komponendi juhtivust võib defineerida ka kui voolu, mis tekib ühiku pingeerinevuse kohta. Juhtivus on objekti omadus, samas kui elektrijuhtivus on materjali omadus.
Soojusjuhtivus
Soojusjuhtivus on materjali võime juhtida soojusenergiat. Soojusjuhtivus on materjali omadus. Soojusjuhtivus on objekti omadus. Soojusjuhtivuse kõige olulisem seadus on soojusvoo võrrand. See võrrand ütleb, et antud objekti läbiva soojusvoo kiirus on võrdeline objekti ristlõike pindala ja temperatuurigradiendiga. Matemaatilisel kujul saab selle kirjutada kujul dH/dt=kA(∆T)/l, kus k on soojusjuhtivus, A on ristpind, ∆T on temperatuuride erinevus kahe otsa vahel ja l on pikkus objektist. ∆T/l võib nimetada temperatuurigradiendiks. Soojusjuhtivust mõõdetakse vattides kelvinite kohta meetri kohta.
Mis vahe on soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivuse vahel?
• Soojusjuhtivuses toimub soojuse ülekandmine materjali sees olevate aatomite võnkumisel. Elektrijuhtivuses liiguvad elektronid ise voolu tekitamiseks.
• Enamik soojusjuhte on head elektrijuhid. Nii soojusjuhtivus kui ka elektrijuhtivus sõltuvad materjalist.
• Soojusjuhtivuse korral toimub energia ülekandmine, kuid elektrijuhtivuse korral elektronid.
