שלושה סוגים של הולכה

הולכה היא התהליך שבו משהו, כמו חום או זרם חשמלי, עובר דרך חומר אחד לחומר אחר. אחד החומרים או האובייקטים נשאר נייח לאורך כל התהליך הזה, אך הוא עדיין מושפע מההבדל בטמפרטורה, באנרגיה או בחום של החומר האחר.

הולכה חשמלית מתייחסת ליכולתו של חומר להעביר זרם חשמלי. מוליכות נקבעת על ידי מידת צפיפות של אובייקט לעומת חוזק השדה החשמלי שהוא יכול לשמור עליו. מתכות הן חומרים בעלי רמת מוליכות גבוהה (המכונה גם מוליך) מכיוון שהם מגלים עמידות מינימלית למטען חשמלי. מבודדים, כמו זכוכית, הם חומרים עמידים בפני מטענים חשמליים. טלוויזיות, מכשירי קשר ומחשבים הם דוגמאות להמצאות הנשענות על הזרם שמספקת הולכה חשמלית.

כאשר הולכה חשמלית מתייחסת להעברה או לזרם חשמלי, הולכת חום מתייחסת להעברת אנרגיה, במיוחד אנרגיה תרמית. הולכת חום נקראת לעיתים הולכה תרמית. האנרגיה מועברת בתוך אובייקט נייח כתוצאה משינוי הטמפרטורה בחלקי חומר הסמוכים זה לזה. האנרגיה תנוע במהירות או לאט תלוי ממה עשוי האובייקט, כמה הוא גדול והכי חשוב שיפוע הטמפרטורה. שיפוע טמפרטורה מתייחס לקצב ולכיוון שבו הטמפרטורה משתנה מנקודה ספציפית לנקודה אחרת. יהלומים ונחושת הם חומרים עם מוליכות תרמית גבוהה.

מוליכות פוטו מתרחשת כאשר חומר קולט קרינה אלקטרומגנטית, וכתוצאה מכך שינוי במוליכות החשמלית של החומר. הקרינה האלקטרומגנטית יכולה להיגרם על ידי משהו פשוט כמו אור שמאיר על מוליך למחצה או משהו מורכב כמו חומר שנחשף לקרינת גמא. כאשר האירוע האלקטרומגנטי מתרחש, מספר האלקטרונים החופשיים גדל, וכך גם מספר חורי האלקטרונים ובכך מגדיל את המוליכות החשמלית של האובייקט. יישומים נפוצים של מוליכות פוטו כוללים מכונות העתקה, פאנלים סולאריים וציוד זיהוי אינפרא אדום.

חוקים מתמטיים עוסקים הן בהולכה חשמלית (חוק אוהם) והן בהולכת חום (חוק פורייה). חוק אוהם מראה כיצד מתח (V), זרם (I) והתנגדות (R) קשורים. חוק אוהם יכול לבוא לידי ביטוי בכמה דרכים שונות, כולל V = IR, כלומר המתח שווה לזרם המוכפל בהתנגדות. חוק פורייה מראה כי אנרגיה תרמית עוברת מחומרים חמים יותר לחומרים קרירים יותר. חוק פורייה ניתן לכתוב כ q = k A dT / s. במשוואה זו, q מתייחס לקצב הולכת החום, A הוא אזור העברת החום, k הוא החומר מוליכות תרמית, dT הוא ההבדל בטמפרטורה על פני החומר ו- s מתייחס לכמה שעבה חומר הוא.