karakteristika af ledningsevne

Ledningsevne er et mål for en vigtig egenskab af forskellige materialer : deres evne til at lede varme eller elektricitet. Nogle materialer adfærd varme eller elektricitet godt og kaldes ledere , andre materialer, der leder varme eller elektricitet dårligt kaldes isolatorer . Både ledere og isolatorer har utallige applikationer i hele vores moderne verden , fra Styrofoam i din kaffekop til de ledninger , der overfører strømmen til computeren

Typer

Varmeledningsevne er evnen til at lede varme , mens elektrisk ledningsevne er evnen til at lede elektricitet . De to er ikke nødvendigvis hænger sammen. Metaller er gode ledere af både varme og elektricitet , og nonmetals er typisk dårlige ledere af begge dele, men blandt nonmetals der er undtagelser fra reglen . Diamant , for eksempel , leder varme godt , men er en elektrisk isolator .

Identifikation

Termisk ledningsevne er udtrykt i watt pr meter grader Kelvin , hvor grader Kelvin er et mål for temperaturen på Kelvin skalaen . Ledningsevne er udtrykt i Siemens /meter . Hvis du kender et materiales ledeevne ved en given temperatur , kan du beregne modstanden i en ledning ved hjælp af følgende formel : R=u03C1L /A , hvor L er længden af wiren , A er tværsnitsarealet og u03C1 er modstand ( det omvendte af ledningsevne ) . Mængden af den varme flow gennem en flade , på den anden side , da er ved H=- k ( ? T /? x), hvor ? x er tykkelsen af pladen , ? T er temperaturforskellen , og k er den termiske . ledningsevne af materialet

elektriske ledningsevne

Hver materiale har en unik elektrisk ledningsevne i en given temperatur , ledningsevne ændres med temperaturen , men så det ikke forbliver konstant , medmindre temperaturen gør . For metaller , falder elektrisk ledningsevne som temperaturen i materialet stiger , fordi temperaturen er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi af atomerne eller molekylerne i materialet . Som atomer eller molekyler vibrerer hurtigere , de kolliderer med bevægelige elektroner oftere , hvilket øger modstanden mod den nuværende . Nogle materialer kaldes halvledere faktisk udstille bedre ledeevne ved højere temperaturer . Andre materialer har nul modstand ved ekstremt lave temperaturer , og disse kaldes superledere

Varmeledningsevne

Det er muligt at ændre varmeledningsevne af et materiale til en vis grad ved at ændre sin struktur . Tag glasfiber for eksempel , dens varmeledningsevne er meget mindre end glas, fordi strukturen i glasfiber fælder små lommer af luft , og luft har en meget lav varmeledningsevne . Mens gasser er som regel fattige ledere af varme , kan de rent faktisk overføre varmen ret hurtigt gennem en anden proces, der kaldes konvektion . Da gas varmer op , bliver det mindre tætte og stiger , mens den tætte kold gas rundt om det dræn , skaber strømninger, der kan transmittere termisk energi. Dobbelt-sprossede vinduer , for eksempel hjælpe med at holde dit hjem varm , fordi den tynde luft lag mellem de to ruder er en meget dårlig leder af varme . Hvis mellemrummet mellem ruderne var bredere , ville imidlertid konvektion øge hastigheden af varmeoverførsel , og luften lag mellem de to ruder ikke længere ville forbedre isolering .

Fordele

Ledere og isolatorer er uvurderlige for en næsten endeløs række af anvendelser. Elektriske ledere er næsten allestedsnærværende i dag i form af elektroniske enheder , uden dem , en stor del af vores moderne teknologi ville ikke være mulig. Termisk isolering som gåsedun hjælpe med at holde os varme om vinteren . Superledere er en klasse af materialer , der har udløst en stor interesse i de senere år , fordi de potentielt kunne tilbyde muligheden for at transmittere elektricitet over lange afstande med et minimalt energiforbrug tab . Der er en række formidable tekniske udfordringer at overvinde , dog, og det er endnu ikke klart , hvilken rolle , om nogen , vil superledere spille i energitransmission i fremtiden .


Kommentarer

Vi ønsker, at dine argumenter og meninger er velkomne. Være objektiv og medfølelse. Mange mennesker læser hvad du skriver. Gør debat til en bedre oplevelse for både dem og dig selv. Mellem 20:00 og 08:00 det er lukket for kommentering og vi fjerner automatisk kommentarer med sjofle ord, defineret af vores moderatorer.

link:

  • Om os
  • Advertising
  • Fortæl redaktionen
  • Få nyhedsbreve
  • RSS-feed

Redaktør: Karin Christofferse
Nyheder redactor: Morten Nyberg

Kundeservice: Stig Ole Salomon,
Flemming Sørensen

Tel: +45 00 99 99 00
Fax: +45 00 99 99 01

© Copyright 2014 Einsten.net - All rights reserved.