Konduktsioon

Konduktsioon on energia või laengute ülekandumine läbi aine või kahe kokkupuutuva keha vahel otsese kokkupuute tõttu. See hõlmab nii soojuskonduksiooni kui elektrikonduksiooni ning võib toimuda aine sees või kahe objekti vahel, millel on erinev temperatuur või elektriline potentsiaal.

Soojuskonduksioon tekib temperatuuride erinevusest ning selle mehhanismid jagunevad peamiselt kahte rühma: elektronide transport ja (peamiselt raudmolekulide) võnkumuste ehk fononide tekitatud ülekandumine. Metallides mängivad suurt osa vabad elektronid, mis kannavad soojust kiiresti ühest piirkonnast teise; dielektrikutides ja pooljuhtides peavad soojust kandma peamiselt fononid. Soojusvoogu kirjeldatakse Fourieri seadusega, q = -k ∇T, kus q on soojusvoog tihedus, k on materjali termiline juhtivus, ja ∇T on temperatuurigradiendi teke. Tehnoloogias mõõdetakse k, mis määrab, kui hästi materjal juhib soojust.

Elektrikonduksioon on laengukandjate (lõpmatu hulga elektronide või ioonide) liikumine elektrivälja mõjul. Metallides on peamised kandjad vabad elektronid; elektrolüütides ja pooljuhid sõltub juhtivus kandjatest ning on suuresti seotud temperatuuriga. Ohmi seadus kirjeldab J = σE, kus J on voolutugevus, E elektriväljatoime ja σ on elektrijuhtivus; juhtivus ja selle vastand, vastupidavus ρ = 1/σ, on materjali omadused ning sõltuvad temperatuurist ja struktuurist.

Olulised tegurid konduktsioonil on materjali omadused (õõnudollus, temperatuuritundlikkus), ristküljega maht ja pikkus (A ja L), kontakt- või liidestusresistantsus ning keskkond. Konduktsioon on oluline mõiste energeetikas, inseneriteaduses ja elektrotehnikas, kus seda arvestatakse soojusvahetuses, isolatsioonides ja elektriprotsessides.