Wyjaśniamy, czym jest przewodność elektryczna i na podstawie czego się zmienia. Przewodnictwo elektryczne metali, wody i gleby.
Co to jest przewodnictwo elektryczne?
Przewodność elektryczna to pojemność materiał aby umożliwić przepływ prąd elektryczny Przez ich cząstki. Ta pojemność zależy bezpośrednio od struktury atomowej i molekularnej materiału, a także od innych czynników fizycznych, takich jak temperatura do którego się znajduje lub stanu, w którym się znajduje (płyn, solidny, gazowy).
Przewodność elektryczna jest przeciwieństwem rezystywności, czyli odporności na przejście Elektryczność z materiały. Istnieją zatem dobre materiały i złe materiały przewodzące prąd elektryczny, o ile są mniej lub bardziej odporne.
Symbolem reprezentującym przewodnictwo jest grecka litera sigma (σ) i jego jednostka pomiar to simens na metr (S / m) lub 𝛀-1⋅ m-1. Do jej obliczeń pojęcia pole elektryczne (E) i gęstość prądu przewodzenia (J), jak następuje:
J = σE, skąd: σ = J / E
Przewodność zmienia się w zależności od stan rzeczy. Na przykład w mediach płynnych będzie to zależeć od obecności w nich rozpuszczonych soli, które generują jony dodatnio lub ujemnie naładowane i są elektrolitami odpowiedzialnymi za przewodzenie prądu elektrycznego, gdy ciecz jest poddawana działaniu pola elektrycznego.
Z drugiej strony ciała stałe mają znacznie bardziej zamkniętą strukturę atomową i mniej ruch, więc przewodnictwo będzie zależeć od chmury elektrony wspólne dla zespołów z Walencja oraz pasmo przewodnictwa, które zmienia się w zależności od atomowej natury materii: metale są dobrymi przewodnikami elektrycznymi i bez metali, z drugiej strony dobre rezystory (lub izolatory, takie jak Plastikowy).
Przewodność wody
ten Woda ogólnie jest to dobry przewodnik elektryczny. Jednak ta pojemność zależy od jej marginesu całkowitego rozpuszczonego ciała stałego (TDS), ponieważ obecność soli i minerałów w wodzie tworzy jony elektrolityczne, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego. Dowodem na to jest to, że woda destylowana, które są eliminowane (za pomocą destylacja i innymi metodami) wszystkie jony w nim rozpuszczone i nie przewodzi prądu.
W ten sposób przewodność wody słonej jest większa niż wody słodkiej. Wzrost szybkości przewodnictwa można rejestrować w miarę dodawania rozpuszczonych jonów do cieczy, aż do osiągnięcia granicy koncentracji jonów, w której tworzą się pary jonów dodatnich z ujemnymi, które znoszą ich ładunek i zapobiegają przewodności.
Przewodność gleby
ten glebyOgólnie rzecz biorąc, mają one różną przewodność elektryczną, w zależności od różnych czynników, takich jak nawadnianie wodą lub ilość soli, które zawierają. Podobnie jak w przypadku wody, bardziej zasolone gleby będą lepszymi przewodnikami elektrycznymi niż mniej zasolone, a to rozróżnienie często zależy od ilości wody, jaką otrzymują (ponieważ woda może „zmyć” sole z gleby).
Ten poziom zasolenia jest często mylony z soczystością gleby (obecność sodu), podczas gdy w rzeczywistości zasolenie odnosi się do obfitości kationów sodu (Na+), potasu (K+), wapnia (Ca2+) i magnez (Mg2+) wraz z kationami chloru (Cl–), siarczanu (SO42-), wodorowęglanu (HCO3–) i węglanu (CO32-).
Tak więc w wielu przypadkach techniki takie jak płukanie (dla bardzo zasolonych gleb) lub wstrzykiwanie innych pierwiastków neutralizujących (takich jak siarka) są stosowane dla bardzo podstawowych. Często można to określić za pomocą testów przewodnictwa elektrycznego.
Przewodność metalu
Metale są na ogół doskonałymi przewodnikami elektrycznymi. To dlatego, że atomy tego rodzaju materiału łączy się tworząc metalowe linki. W metalach elektrony pozostają wokół metalu jak chmura, poruszając się wokół ściśle związanych jąder atomowych i to one umożliwiają przepływ elektryczny.
Kiedy metal jest przyłożony do pola elektrycznego, elektrony przepływają swobodnie z jednego końca metalu do drugiego, tak jak ma to miejsce w przypadku metalu. ciepło, z których oba są dobrymi przekaźnikami. Dlatego Miedź oraz inne metale w liniach energetycznych i urządzeniach elektronicznych. Poniższy rysunek schematycznie przedstawia przepływ elektrony (na czerwono), gdy pole elektryczne zostanie przyłożone do metalu: