Inhoud
- Warmtegeleiding
- Elektrische geleiding
- Geleidbaarheid in aluminium
- Geleidbaarheid in koolstofstaal
- Geleidbaarheid in roestvrij staal
In de natuurkunde heeft de term "geleidbaarheid" verschillende betekenissen. Voor metalen zoals aluminium en staal verwijst het in het algemeen naar de overdracht van thermische of elektrische energie, die de neiging hebben nauw nauw samen te hangen in metalen, omdat de losgebonden elektronen die in metalen worden gevonden zowel warmte als elektriciteit geleiden.
Warmtegeleiding
Thermische geleidbaarheid, het vermogen van een materiaal om warmte te geleiden, wordt normaal gemeten in watt per Kelvin per meter. ("Watt" is een eenheid van vermogen, meestal gedefinieerd als volt maal ampère of joule energie per seconde. De "Kelvin" is een absolute eenheid van temperatuur, waarbij nul Kelvin absoluut nul is). Materialen met een goede warmtegeleiding brengen grote hoeveelheden warmte snel over, zoals de snel verwarmende koperen bodem van een kookpot. Slechte warmtegeleiders voeren warmte langzaam af, zoals een ovenwant.
Elektrische geleiding
Elektrische geleidbaarheid, het vermogen van een materiaal om stroom te geleiden, wordt normaal gemeten in Siemens per meter. ("Siemens" is een eenheid voor elektrische geleiding, gedefinieerd als 1 gedeeld door ohm, waarbij een ohm een standaardeenheid voor elektrische weerstand is). Goede elektrische geleiders hebben de voorkeur voor bedrading en aansluiting. Slechte geleiders, isolatoren genoemd, vormen een veilige barrière tussen elektriciteit onder spanning en de omgeving, zoals de vinylisolatie op een verlengsnoer.
Geleidbaarheid in aluminium
Zuiver aluminium heeft een thermische geleidbaarheid van ongeveer 235 watt per Kelvin per meter en een elektrische geleidbaarheid (bij kamertemperatuur) van ongeveer 38 miljoen Siemens per meter. Aluminiumlegeringen kunnen veel lagere geleidbaarheid hebben, maar zelden zo laag als ijzer of staal. Koellichamen voor elektronische onderdelen zijn gemaakt van aluminium vanwege de goede warmtegeleiding van de metalen.
Geleidbaarheid in koolstofstaal
Koolstofstaal heeft een veel lagere geleidbaarheid dan aluminium: een warmtegeleiding van ongeveer 45 watt per Kelvin per meter en een elektrische geleidbaarheid (bij kamertemperatuur) van ongeveer 6 miljoen Siemens per meter.
Geleidbaarheid in roestvrij staal
Roestvrij staal heeft een veel lagere geleidbaarheid dan koolstofstaal: een thermische geleidbaarheid van ongeveer 15 watt per Kelvin per meter en een elektrische geleidbaarheid (bij kamertemperatuur) van ongeveer 1,4 miljoen Siemens per meter.