Ledning är den process genom vilken något, såsom värme eller elektrisk ström, rör sig genom ett ämne till en annan substans. Ett av ämnena eller föremålen förblir stillastående under hela processen, men det påverkas fortfarande av skillnaden i temperatur, energi eller värme hos det andra ämnet.

Elektrisk ledning

Elektrisk ledning avser förmåga av ett material att överföra en elektrisk ström. Ledningsförmågan bestäms av hur tät ett objekt jämförs med styrkan i det elektriska fältet som den kan bibehålla. Metaller är ämnen med hög konduktivitet (även känd som en ledare) eftersom de visar minimal motståndskraft mot en elektrisk laddning. Isolatorer, till exempel glas, är material som är resistenta mot elektriska laddningar. Tv-apparater, radioapparater och datorer är exempel på uppfinningar som bygger på strömmen som tillhandahålls av elektrisk ledning.

Värmekonduktion

Om elektrisk ledning avser en överföring eller elektrisk ström, hänvisar värmeledning till en överföring av energi, speciellt termisk energi. Värmeledning kallas ibland termisk ledning. Energin överförs inom ett stationärt föremål som ett resultat av en temperaturförändring i delar av ett material intill varandra. Energin kommer att röra sig snabbt eller långsamt beroende på vad objektet är gjord av, hur stor det är och, viktigast av allt, temperaturgradienten. Temperaturgradienten avser hastigheten och riktningen där temperaturen ändras från en specifik punkt till en annan punkt. Diamanter och koppar är material med hög värmeledningsförmåga.

Fotokonduktivitet

Fotokonduktivitet uppstår när ett material absorberar elektromagnetisk strålning, vilket resulterar i en förändring i substansens elektriska ledningsförmåga. Den elektromagnetiska strålningen kan orsakas av något så enkelt som ett ljus som lyser på en halvledare eller något så komplicerat som ett material som utsätts för gammastrålning. När den elektromagnetiska händelsen inträffar ökar antalet fria elektroner, liksom antalet elektronhål, vilket ökar objektets elektriska ledningsförmåga. Vanliga tillämpningar av fotokonduktivitet inkluderar kopimaskiner, solpaneler och infraröd detekteringsutrustning.

Lagar relaterade till ledning

Matematiska lagar adresserar både elektrisk ledning (Ohms lag) och värmeledning (Fouriers lag). Ohms lag visar hur spänningen (V), strömmen (I) och motståndet (R) är relaterade. Ohms lag kan uttryckas på flera olika sätt, inklusive V = IR, vilket innebär att spänningen är lika med strömmen multiplicerad med motståndet. Fouriers lag visar att termisk energi rör sig från varmare material till svalare material. Fouriers lag kan skrivas som q = k A dT /s. I denna ekvation hänvisar q till värmeledningshastigheten, A är värmeöverföringsområdet, k är materialets värmeledningsförmåga, dT är temperaturskillnaden över materialet och s avser hur tjockt materialet är.