science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Aluminium Vs. Stalen geleidbaarheid

In de natuurkunde heeft de term 'geleidbaarheid' verschillende betekenissen. Voor metalen zoals aluminium en staal verwijst het meestal naar de overdracht van thermische of elektrische energie, die de neiging hebben nauw met elkaar verbonden te zijn in metalen, omdat de losjes gebonden elektronen in metalen zowel warmte als elektriciteit geleiden.

Thermische geleidbaarheid

Thermische geleidbaarheid, het vermogen van een materiaal om warmte af te voeren, wordt normaal gesproken gemeten in watts per Kelvin per meter. ("Watt" is een eenheid van vermogen, meestal gedefinieerd als volt tijden ampère of joules energie per seconde .De "Kelvin" is een absolute eenheid van temperatuur, waarbij nul Kelvins absolute nul is). Materialen met goede thermische geleidbaarheid geven snel grote hoeveelheden warmte af, zoals de snel verwarmende koperen bodem van een kookpot. Slechte thermische geleiders voeren warmte langzaam, zoals een ovenwant.

Elektrische geleidbaarheid

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, creëren een veilige barrière tussen levende elektriciteit en het milieu, 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 elektrisch geleidingsvermogen (bij kamertemperatuur) van ongeveer 38 miljoen siemens per meter. Aluminiumlegeringen kunnen veel lagere geleidbaarheden hebben, maar zelden zo laag als ijzer of staal. Heatsinks voor elektronische onderdelen zijn gemaakt van aluminium vanwege de goede thermische geleidbaarheid van het metaal.

Geleidbaarheid in koolstofstaal

Koolstofstaal heeft een veel lagere geleidbaarheid dan aluminium: een warmtegeleidingsvermogen van ongeveer 45 watt per Kelvin per meter, en een elektrische geleidbaarheid (bij kamertemperatuur) van ongeveer 6 miljoen siemens per meter.

Geleidendheid in RVS

Roestvast staal heeft een veel lagere geleidbaarheid dan koolstofstaal: a thermische geleidbaarheid van ongeveer 15 watt per Kelvin per meter, en een elektrische geleidbaarheid (bij kamertemperatuur) van ongeveer 1,4 miljoen siemens per meter.