Anslutningen:
* Gratis elektroner: Både elektrisk och värmeledningsförmåga drivs främst av närvaron av fria elektroner i ett material. Dessa elektroner är inte tätt bundna till atomer och kan röra sig fritt genom materialet.
* Elektrisk konduktivitet: Vid elektrisk ledning bär fria elektroner elektrisk laddning när en spänning appliceras, vilket skapar en elektrisk ström.
* Termisk konduktivitet: Vid termisk ledning bär fria elektroner termisk energi (värme) från varmare regioner till svalare regioner inom materialet.
Förhållandet:
* Bra elektriska ledare är vanligtvis bra värmeledare: Metaller som koppar, silver och guld är utmärkta ledare av både el och värme. Deras mycket mobila elektroner underlättar båda typerna av energiöverföring.
* Dåliga elektriska ledare är vanligtvis dåliga värmeledare: Icke-metaller som gummi, trä och glas är dåliga ledare av både el och värme. Deras elektroner är tätt bundna och kan inte lätt röra sig för att bära energi.
Undantag:
* diamant: Medan en utmärkt termisk ledare är diamant en dålig elektrisk ledare. Detta beror på att dess starka kovalenta bindningar begränsar elektronmobilitet för elektrisk ledning, men möjliggör effektiv överföring av vibrationer (värme).
* Vissa legeringar: Vissa legeringar har utformats för att ha utmärkt elektrisk konduktivitet men dålig värmeledningsförmåga. Detta används i applikationer som värmeelement där du vill generera värme men minimera dess förlust till omgivningen.
Sammanfattningsvis:
Rörelsen av fria elektroner är nyckelfaktorn som kopplar samman elektrisk och värmeledningsförmåga. Generellt genomför material som utför elektricitetsbrunn också värme och vice versa. Det finns emellertid vissa undantag på grund av specifika atomstrukturer och bindningsegenskaper.
