Как мне сделать хороший проводник тепла и электричества?

Содержание

• отношения
• материалы
• сверхпроводники

Хорошие проводники тепла - это материалы, которые легко нагреваются и передают тепло на расстоянии. Точно так же, хорошие проводники электричества - это материалы, которые переносят электрический ток на расстояние с минимальной потерей энергии на тепло благодаря его сопротивлению. Как вещества, способные передавать энергию с небольшими потерями, проводники имеют множество применений в промышленности и экспериментальной физике.

Медь широко используется в качестве проводника электричества (изображение медного кабеля от Витольда Красовского с Fotolia.com)

отношения

В общем, материалы, которые являются хорошими проводниками тепла, также являются хорошими проводниками электричества. Это соотношение особенно верно в отношении металлов, которые в этом случае известны как закон Видемана-Франца. Тем не менее, это лучше проверить в условиях температуры окружающей среды, потому что чем выше температура, тем больше металл проводит тепло, даже если он проводит меньше электричества.

материалы

В настоящее время алмазные и углеродные нанотрубки известны как наиболее эффективные проводники (за исключением сверхпроводников) тепла и электричества соответственно. Однако жесткость и высокая стоимость делают их недоступным вариантом для приложений. Металлы обычно используются для этой цели. Серебро и золото - отличные драйверы, но они также стоят немного дороже. Медь демонстрирует аналогичные характеристики и намного дешевле, а также очень пластична. Поэтому лучший вариант сделать общий проводник тепла и электричества - подобрать катушку из медных проводов и смонтировать в нужной конфигурации. Изолируйте при необходимости в зависимости от типа задачи, которая будет выполнена.

сверхпроводники

Редкий класс материалов известен как сверхпроводники, и они функционируют как совершенные проводники электричества (но не тепла) в определенных очень специфических условиях. Эти материалы могут нести электрический ток без потери энергии (из-за сопротивления) в течение неопределенного периода времени. Однако сверхпроводящие материалы ведут себя таким образом только при охлаждении до температур, которые обычно слишком низки, чтобы их можно было воспроизвести за пределами лабораторий. Поэтому они не являются реалистичным вариантом для домашних проектов.