De verbinding:

* gratis elektronen: Zowel elektrische als thermische geleidbaarheid worden voornamelijk aangedreven door de aanwezigheid van vrije elektronen in een materiaal. Deze elektronen zijn niet strak gebonden aan atomen en kunnen vrij door het materiaal bewegen.

* elektrische geleidbaarheid: Bij elektrische geleiding dragen vrije elektronen elektrische lading wanneer een spanning wordt aangebracht, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

* Thermische geleidbaarheid: Bij thermische geleiding dragen vrije elektronen thermische energie (warmte) van hete gebieden naar koelere gebieden in het materiaal.

De relatie:

* Goede elektrische geleiders zijn meestal goede thermische geleiders: Metalen zoals koper, zilver en goud zijn uitstekende geleiders van zowel elektriciteit als warmte. Hun zeer mobiele elektronen vergemakkelijken beide soorten energieoverdracht.

* Slechte elektrische geleiders zijn meestal slechte thermische geleiders: Niet-metalen zoals rubber, hout en glas zijn slechte geleiders van zowel elektriciteit als warmte. Hun elektronen zijn strak gebonden en kunnen niet gemakkelijk bewegen om energie te dragen.

Uitzonderingen:

* diamant: Hoewel een uitstekende thermische geleider, is Diamond een slechte elektrische geleider. Dit komt omdat de sterke covalente bindingen de elektronenmobiliteit voor elektrische geleiding beperken, maar efficiënte trillingen (warmte) mogelijk maakt.

* Sommige legeringen: Sommige legeringen zijn ontworpen om een ​​uitstekende elektrische geleidbaarheid te hebben, maar een slechte thermische geleidbaarheid. Dit wordt gebruikt in toepassingen zoals verwarmingselementen waar u warmte wilt genereren, maar het verlies van de omgeving minimaliseert.

Samenvattend:

De beweging van vrije elektronen is de sleutelfactor die elektrische en thermische geleidbaarheid koppelt. Over het algemeen leiden materialen die elektriciteit goed leiden ook goed warmte, en vice versa. Sommige uitzonderingen bestaan ​​echter vanwege specifieke atomaire structuren en bindingskenmerken.