ثلاثة أنواع من التوصيل

التوصيل هو العملية التي ينتقل من خلالها شيء ما ، مثل الحرارة أو التيار الكهربائي ، عبر مادة إلى مادة أخرى. تظل إحدى المواد أو الأشياء ثابتة طوال هذه العملية ، ولكنها لا تزال تتأثر بالاختلاف في درجة حرارة أو طاقة أو حرارة المادة الأخرى.

يشير التوصيل الكهربائي إلى قدرة المادة على نقل تيار كهربائي. يتم تحديد الموصلية من خلال كيفية مقارنة كثافة الجسم بقوة المجال الكهربائي الذي يمكنه الحفاظ عليه. المعادن عبارة عن مواد ذات مستوى عالٍ من الموصلية (تُعرف أيضًا باسم الموصل) لأنها تعرض الحد الأدنى من المقاومة لشحنة كهربائية. العوازل ، مثل الزجاج ، هي مواد مقاومة للشحنات الكهربائية. تعتبر أجهزة التلفزيون والراديو وأجهزة الكمبيوتر أمثلة على الاختراعات التي تعتمد على التيار الذي يوفره التوصيل الكهربائي.

عندما يشير التوصيل الكهربائي إلى نقل أو تيار كهربائي ، يشير التوصيل الحراري إلى نقل الطاقة ، وتحديداً الطاقة الحرارية. يسمى التوصيل الحراري أحيانًا بالتوصيل الحراري. يتم نقل الطاقة داخل جسم ثابت نتيجة لتغير في درجة الحرارة في أجزاء من مادة مجاورة لبعضها البعض. ستتحرك الطاقة بسرعة أو ببطء اعتمادًا على الشيء الذي يتكون منه ، ومدى حجمه ، والأهم من ذلك ، التدرج في درجة الحرارة. يشير تدرج درجة الحرارة إلى المعدل والاتجاه الذي تتغير فيه درجة الحرارة من نقطة معينة إلى نقطة أخرى. الماس والنحاس من المواد ذات الموصلية الحرارية العالية.

تحدث الموصلية الضوئية عندما تمتص مادة ما الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مما يؤدي إلى تغيير في التوصيل الكهربائي للمادة. يمكن أن ينتج الإشعاع الكهرومغناطيسي عن شيء بسيط مثل ضوء ساطع على أشباه الموصلات أو شيء معقد مثل تعرض مادة لإشعاع جاما. عندما يحدث الحدث الكهرومغناطيسي ، يزداد عدد الإلكترونات الحرة ، وكذلك عدد الثقوب الإلكترونية ، مما يزيد من الموصلية الكهربائية للجسم. تشمل التطبيقات الشائعة للموصلية الضوئية آلات النسخ والألواح الشمسية ومعدات الكشف بالأشعة تحت الحمراء.

تتناول القوانين الرياضية كلاً من التوصيل الكهربائي (قانون أوم) والتوصيل الحراري (قانون فورييه). يوضح قانون أوم كيفية ارتباط الجهد (V) والتيار (I) والمقاومة (R). يمكن التعبير عن قانون أوم بعدة طرق مختلفة ، بما في ذلك V = IR ، مما يعني أن الجهد يساوي التيار مضروبًا في المقاومة. يوضح قانون فورييه أن الطاقة الحرارية تنتقل من المواد الأكثر دفئًا إلى المواد الأكثر برودة. يمكن كتابة قانون فورييه بالصيغة q = k A dT / s. في هذه المعادلة ، تشير q إلى معدل التوصيل الحراري ، A هي منطقة نقل الحرارة ، k هي المادة الموصلية الحرارية ، dT هو الفرق في درجة الحرارة عبر المادة ويشير s إلى مدى سماكة المواد.