การนำไฟฟ้าเทียบกับการนำความร้อน
การนำความร้อนและการนำไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญมากของสสาร ค่าการนำความร้อนของวัสดุอธิบายว่าวัสดุสามารถนำพลังงานความร้อนได้เร็วเพียงใด ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุอธิบายกระแสไฟฟ้าที่จะเกิดขึ้นเนื่องจากความต่างศักย์ที่กำหนด คุณสมบัติทั้งสองนี้มีลักษณะเฉพาะที่ดีและมีการใช้งานจำนวนมากในด้านต่างๆ เช่น การผลิตและส่งไฟฟ้า วิศวกรรมไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ อุณหพลศาสตร์และความร้อน และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการนำความร้อนและการนำไฟฟ้า คำจำกัดความ ความคล้ายคลึงกันระหว่างการนำความร้อนและการนำไฟฟ้า การใช้งาน และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างค่าการนำความร้อนและการนำไฟฟ้า
การนำไฟฟ้า
ความต้านทานของส่วนประกอบขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่างๆ ความยาวของตัวนำ พื้นที่ของตัวนำ และวัสดุของตัวนำต้องระบุ การนำไฟฟ้าของวัสดุสามารถกำหนดได้ว่าเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของบล็อกที่มีขนาดหน่วยที่ทำจากวัสดุ ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุคือค่าผกผันของสภาพต้านทาน การนำไฟฟ้ามักแสดงด้วยอักษรกรีก σ หน่วยการนำไฟฟ้า SI คือซีเมนส์ต่อเมตร ต้องสังเกตว่าการนำไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวัสดุโดยเฉพาะที่อุณหภูมิที่กำหนด การนำไฟฟ้าเรียกอีกอย่างว่าการนำไฟฟ้าเฉพาะ ค่าการนำไฟฟ้าของส่วนประกอบเท่ากับค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุคูณด้วยพื้นที่ของวัสดุหารด้วยความยาวของวัสดุ เมื่อนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนภายในวัสดุจะเคลื่อนที่จากศักย์ที่สูงกว่าไปสู่ศักย์ที่ต่ำกว่า ค่าการนำไฟฟ้าของส่วนประกอบยังสามารถกำหนดเป็นกระแสที่สร้างขึ้นต่อหน่วยความต่างศักย์ไฟฟ้าการนำไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวัตถุในขณะที่การนำไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวัสดุ
การนำความร้อน
ค่าการนำความร้อนคือความสามารถของวัสดุในการนำพลังงานความร้อน ค่าการนำความร้อนเป็นคุณสมบัติของวัสดุ ค่าการนำความร้อนเป็นสมบัติของวัตถุ กฎที่สำคัญที่สุดเบื้องหลังการนำความร้อนคือสมการการไหลของความร้อน สมการนี้ระบุว่าอัตราการไหลของความร้อนผ่านวัตถุที่กำหนดเป็นสัดส่วนกับพื้นที่หน้าตัดของวัตถุและการไล่ระดับอุณหภูมิ ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ สามารถเขียนได้เป็น dH/dt=kA(∆T)/l โดยที่ k คือค่าการนำความร้อน A คือพื้นที่หน้าตัด ∆T คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสอง และ l คือความยาว ของวัตถุ ∆T/l สามารถเรียกได้ว่าเป็นการไล่ระดับอุณหภูมิ ค่าการนำความร้อนมีหน่วยเป็นวัตต์ต่อเคลวินต่อเมตร
ค่าการนำความร้อนและค่าการนำไฟฟ้าต่างกันอย่างไร
• ในการนำความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายเทโดยการสั่นของอะตอมภายในวัสดุ ในการนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่เพื่อสร้างกระแส
• ตัวนำความร้อนส่วนใหญ่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ทั้งค่าการนำความร้อนและค่าการนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับวัสดุ
• ในการนำความร้อน พลังงานจะถูกถ่ายเทแต่ในการนำไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายเท