Tre typer ledning

Ledning er den proces, hvorved noget, såsom varme eller en elektrisk strøm, bevæger sig gennem et stof til et andet stof. Et af stofferne eller genstandene forbliver stationære gennem hele denne proces, men alligevel påvirkes det af forskellen i temperatur, energi eller varme i det andet stof.

Elektrisk ledning henviser til materialets evne til at overføre en elektrisk strøm. Ledningsevne bestemmes af, hvor tæt et objekt er sammenlignet med styrken af ​​det elektriske felt, det kan opretholde. Metaller er stoffer med en høj ledningsevne (også kendt som en leder), da de udviser minimal modstandsdygtighed over for en elektrisk ladning. Isolatorer, såsom glas, er materialer, der er modstandsdygtige over for elektriske ladninger. Fjernsyn, radioer og computere er eksempler på opfindelser, der er afhængige af strømmen fra elektrisk ledning.

Hvor elektrisk ledning henviser til en overførsel eller elektrisk strøm, henviser varmeledning til en overførsel af energi, specifikt termisk energi. Varmeledning kaldes undertiden termisk ledning. Energien overføres inden i et stationært objekt som et resultat af en temperaturændring i dele af et materiale, der støder op til hinanden. Energien bevæger sig hurtigt eller langsomt afhængigt af hvad objektet er lavet af, hvor stort det er og vigtigst af alt temperaturgradienten. Temperaturgradient refererer til hastigheden og retningen, hvor temperaturen ændres fra et bestemt punkt til et andet punkt. Diamanter og kobber er materialer med høj varmeledningsevne.

Fotokonduktivitet opstår, når et materiale absorberer elektromagnetisk stråling, hvilket resulterer i en ændring i stoffets elektriske ledningsevne. Den elektromagnetiske stråling kan være forårsaget af noget så simpelt som et lys, der skinner på en halvleder eller noget så komplekst som et materiale, der udsættes for gammastråling. Når den elektromagnetiske begivenhed opstår, øges antallet af frie elektroner, ligesom antallet af elektronhuller, hvilket øger objektets elektriske ledningsevne. Almindelige anvendelser af fotokonduktivitet inkluderer kopimaskiner, solpaneler og infrarød detektionsudstyr.

Matematiske love vedrører både elektrisk ledning (Ohms lov) og varmeledning (Fouriers lov). Ohms lov viser, hvordan spænding (V), strøm (I) og modstand (R) er relateret. Ohms lov kan udtrykkes på flere forskellige måder, herunder V = IR, hvilket betyder, at spændingen er lig med strømmen ganget med modstanden. Fouriers lov viser, at termisk energi bevæger sig fra varmere materialer til køligere materialer. Fouriers lov kan skrives som q = k A dT / s. I denne ligning henviser q til hastigheden for varmeledning, A er varmeoverføringsområdet, k er materialets termisk ledningsevne, dT er forskellen i temperatur på tværs af materialet og s henviser til hvor tyk den materiale er.