Drie soorten geleiding

Geleiding is het proces waarbij iets, zoals warmte of een elektrische stroom, door de ene stof naar de andere stof beweegt. Een van de stoffen of objecten blijft tijdens dit proces stationair, maar wordt nog steeds beïnvloed door het verschil in temperatuur, energie of warmte van de andere stof.

Elektrische geleiding verwijst naar het vermogen van een materiaal om een ​​elektrische stroom over te dragen. Geleidbaarheid wordt bepaald door hoe dicht een object is in vergelijking met de sterkte van het elektrische veld dat het kan handhaven. Metalen zijn stoffen met een hoge geleidbaarheid (ook wel geleider genoemd) omdat ze een minimale weerstand tegen elektrische lading hebben. Isolatoren, zoals glas, zijn materialen die bestand zijn tegen elektrische ladingen. Televisies, radio's en computers zijn voorbeelden van uitvindingen die afhankelijk zijn van de stroom die wordt geleverd door elektrische geleiding.

Waar elektrische geleiding verwijst naar een overdracht of elektrische stroom, verwijst warmtegeleiding naar een overdracht van energie, met name thermische energie. Warmtegeleiding wordt ook wel thermische geleiding genoemd. De energie wordt overgedragen binnen een stationair object als gevolg van een verandering in temperatuur in delen van een materiaal dat naast elkaar ligt. De energie zal snel of langzaam bewegen, afhankelijk van waaruit het object is gemaakt, hoe groot het is en, belangrijker nog, de temperatuurgradiënt. Temperatuurgradiënt verwijst naar de snelheid en richting waarin de temperatuur verandert van een specifiek punt naar een ander punt. Diamanten en koper zijn materialen met een hoge thermische geleidbaarheid.

Fotogeleiding treedt op wanneer een materiaal elektromagnetische straling absorbeert, wat resulteert in een verandering in de elektrische geleidbaarheid van de stof. De elektromagnetische straling kan worden veroorzaakt door zoiets eenvoudigs als een licht dat op een halfgeleider schijnt of door zoiets complexs als een materiaal dat wordt blootgesteld aan gammastraling. Wanneer de elektromagnetische gebeurtenis plaatsvindt, neemt het aantal vrije elektronen toe, evenals het aantal elektronengaten, waardoor de elektrische geleidbaarheid van het object toeneemt. Veelvoorkomende toepassingen van fotogeleiding zijn kopieermachines, zonnepanelen en infrarooddetectieapparatuur.

Wiskundige wetten hebben betrekking op zowel elektrische geleiding (de wet van Ohm) als warmtegeleiding (de wet van Fourier). De wet van Ohm laat zien hoe spanning (V), stroom (I) en weerstand (R) gerelateerd zijn. De wet van Ohm kan op verschillende manieren worden uitgedrukt, waaronder V = IR, wat betekent dat de spanning gelijk is aan de stroom vermenigvuldigd met de weerstand. De wet van Fourier laat zien dat thermische energie van warmere materialen naar koelere materialen gaat. De wet van Fourier kan worden geschreven als q = k A dT / s. In deze vergelijking verwijst q naar de snelheid van warmtegeleiding, A is het warmteoverdrachtsgebied, k is het materiaal thermische geleidbaarheid, dT is het temperatuurverschil over het materiaal en s verwijst naar hoe dik de materiaal is.