geleideroppervlakte

Geleideroppervlakte is het oppervlak van een elektrische geleider waarmee interacties met de omgeving plaatsvinden. Het omvat doorgaans de buitenkant van een geleider of de contactoppervlakte tussen geleiders en media zoals isolatoren, vloeistoffen of elektrolyten. De term wordt gebruikt in verschillende contexten, waaronder warmteafvoer, emissie van straling en chemische reacties in elektrochemische systemen.

Het begrip is vooral relevant omdat de oppervlakte invloed heeft op processen die zich aan het oppervlak afspelen. Een grotere geleideroppervlakte kan leiden tot betere warmteafvoer en snellere reactie- of uitwisselingskinmerken in elektrochemie, terwijl bij andere aspecten zoals elektrische weerstand de volumetrische eigenschappen belangrijker zijn. De oppervlakte kan ook worden beïnvloed door ruwheid, textuur en aanwezigheid van extra verbindingen of coatings.

Voor eenvoudige vormgegeven geleiders kan de oppervlakte geometrisch worden berekend. Bijvoorbeeld bij een cilindrische geleider met straal r en lengte L is de totale oppervlakte SA gelijk aan 2πrL (lateral oppervlak) plus 2πr^2 (einden). Bij lange draden waar eindvlakken verwaarloosbaar zijn, geldt SA ≈ 2πrL. Door ruwere oppervlakken of meerdere draden naast elkaar kan de effectieve oppervlakte toenemen.

Bij wisselstroom speelt de huiddikte een rol. De stroom concentreert zich dan dichter bij het externe oppervlak, waardoor de effectieve geleideroppervlakte voor de geleiding afneemt en de weerstand (licht) kan toenemen. De huiddikte δ hangt af van frequentie, resistiviteit en magnetische permeabiliteit: δ ≈ sqrt(2ρ/(ωμ)).

Meetmethoden voor oppervlakte hangen af van de vorm. Geometrische vormen kunnen direct worden berekend; complexere vormen worden vaak geschat met 3D-scans, CAD-modellen of numerieke methoden. In elektrochemie kan men ook specifiieke oppervlakte bepalen via ademhalings- of adsorptiemethoden.