Przewodnictwo to proces, w którym coś, na przykład ciepło lub prąd elektryczny, przechodzi przez jedną substancję do innej substancji. Jedna z substancji lub obiektów pozostaje nieruchoma przez cały ten proces, ale nadal ma na nią wpływ różnica temperatury, energii lub ciepła drugiej substancji.
Przewodnictwo elektryczne
Przewodnictwo elektryczne odnosi się do zdolności materiału do przenoszenia prądu elektrycznego. Przewodność jest określana przez to, jak gęsty obiekt jest porównywany z natężeniem pola elektrycznego, które może utrzymać. Metale to substancje o wysokim stopniu przewodności (znane również jako przewodnik), ponieważ wykazują minimalną odporność na ładunek elektryczny. Izolatory, takie jak szkło, to materiały odporne na ładunki elektryczne. Telewizory, radia i komputery to przykłady wynalazków, które opierają się na prądzie dostarczanym przez przewodnictwo elektryczne.
Przewodnictwo cieplne
Tam, gdzie przewodnictwo elektryczne odnosi się do transferu lub prądu elektrycznego, przewodnictwo cieplne odnosi się do transferu energii, w szczególności energii cieplnej. Przewodzenie ciepła jest czasami nazywane przewodnictwem cieplnym. Energia jest przekazywana w nieruchomym obiekcie w wyniku zmiany temperatury w sąsiadujących ze sobą częściach materiału. Energia będzie poruszać się szybko lub wolno, w zależności od tego, z czego wykonany jest obiekt, jak duży jest i, co najważniejsze, gradientu temperatury. Gradient temperatury odnosi się do szybkości i kierunku, w którym temperatura zmienia się z określonego punktu do innego punktu. Diamenty i miedź to materiały o wysokiej przewodności cieplnej.
Fotoprzewodnictwo
Fotoprzewodnictwo występuje, gdy materiał pochłania promieniowanie elektromagnetyczne, co powoduje zmianę przewodności elektrycznej substancji. Promieniowanie elektromagnetyczne może być spowodowane czymś tak prostym, jak światło świecące na półprzewodniku lub czymś tak złożonym, jak materiał wystawiony na działanie promieniowania gamma. Kiedy zachodzi zdarzenie elektromagnetyczne, liczba wolnych elektronów wzrasta, podobnie jak liczba dziur elektronowych, zwiększając w ten sposób przewodność elektryczną obiektu. Typowe zastosowania fotoprzewodnictwa obejmują kopiarki, panele słoneczne i urządzenia do wykrywania podczerwieni.
Prawa związane z przewodnictwem
Prawa matematyczne dotyczą zarówno przewodnictwa elektrycznego (prawo Ohma), jak i przewodnictwa cieplnego (prawo Fouriera). Prawo Ohma pokazuje, w jaki sposób napięcie (V), prąd (I) i rezystancja (R) są powiązane. Prawo Ohma można wyrazić na kilka różnych sposobów, w tym V = IR, co oznacza, że napięcie jest równe prądowi pomnożonemu przez opór. Prawo Fouriera pokazuje, że energia cieplna przemieszcza się z materiałów cieplejszych do materiałów chłodniejszych. Prawo Fouriera można zapisać jako q = k A dT / s. W tym równaniu q odnosi się do szybkości przewodzenia ciepła, A to powierzchnia wymiany ciepła, k to materiał przewodność cieplna, dT to różnica temperatur na materiale, a s odnosi się do grubości materiał jest.
