Электропроводность обозначения: Что такое активная проводимость? Электропроводность металлов, воды и других материалов. | Электронные компоненты. Дистрибьютор и магазин онлайн

Содержание

объяснение, формулы, единица измерения, таблица

Почему медь проводит электричество лучше, чем вода? Прочитав эту статью, вы больше не будете задавать себе больше этот вопрос. Далее мы обсудим электропроводность и рассмотрим формулы, которые описывают это понятие. Наконец, вы можете проверить свои знания на двух примерах.

Простое объяснение.

Электропроводность — это физическая величина, которая описывает насколько хорошо определенный материал проводит электричество.

Формулы

Существует три различных формульных обозначения удельной электропроводности σ (греч. сигма), k (каппа) и γ (гамма). В дальнейшем мы будем использовать σ. Формула электропроводности, также называемой удельной электропроводностью, описывается формулой:

σ = 1 / ρ .

Здесь ρ называется удельным сопротивлением. Вы можете рассчитать электрическое сопротивление R проводника с учетом его параметров следующим образом: R = ( ρ * l ) / S .

Таким образом, сопротивление R равно удельному сопротивлению ρ , умноженному на длину проводника l, деленному на площадь поперечного сечения S. Если теперь вы хотите выразить эту формулу через удельную электропроводность σ = 1 / ρ , полезно знать, что электрическая проводимость G проводника выражается следующим образом: G = 1 / R .

Если в верхнюю формулу подставить удельную электропроводность σ и электрическую проводимость G, то получится следующее: 1 / G = ( 1 / σ ) * ( l / S ) .

Путем дальнейшего преобразования можно получить выражение: G = σ * S / l .

С помощью электропроводности можно также описать важную зависимость между плотностью электрического тока и напряженностью электрического поля с помощью выражения: J = σ * E .

Единица измерения

Единицей удельной электропроводности σ в СИ является: [ σ ] = 1 См/м ( Сименс на метр ).

Эти единицы определяются по формуле G = σ * S / l . Если решить эту формулу в соответствии с σ, то получим σ = G * l / S .

Единица измерения электрической проводимости G задается как: [ G ] = 1 / σ = 1 См ( Сименс, международное обозначение: S ).

Если теперь ввести в формулу все единицы измерения, то получится:

[ σ ] = 1 См * 1 м / м² = 1 См / м .

Вы также будете чаще использовать единицы измерения См / см , м / Ом * мм² или См * м / мм² . Вы можете преобразовать отдельные измеряемые переменные так: См / см = См / 10^-2 м и так: м / Ом * мм² = См * м / мм² = См * м / 10^-3 м * 10^-3 м = 10⁶ См / м .

Электропроводность металлов

В зависимости от количества свободно перемещающихся электронов один материал проводит лучше, чем другой. В принципе, любой материал является проводящим, но в изоляторах, например, протекающий электрический ток ничтожно мал, поэтому здесь мы говорим о непроводниках.

В металлических связях валентные электроны, т.е. крайние электроны в атоме, свободно подвижны. Они расположены в так называемой полосе проводимости. Находящиеся там электроны образуют так называемый электронный газ. Соответственно, металлы являются сравнительно хорошими проводниками. Если теперь подать электрическое напряжение на металл, валентные электроны медленно движутся к положительному полюсу, потому что он их притягивает.

Рис. 1. Движение электронов в металле

На рисунке 1 видно, что некоторые электроны не могут быть притянуты непосредственно к положительному полюсу, потому что на пути стоит, так сказать, твердое атомное ядро. Там они замедляются и в некоторой степени отклоняются. Именно поэтому электроны не могут ускоряться в металле бесконечно, и именно так возникает удельное сопротивление или электропроводность.

Теперь вы также можете измерить удельную электропроводность в металле с помощью следующей формулы: σ = ( n * e² * τ ) / m .

В этой формуле n означает число электронов, e — заряд электрона, m — массу электрона, а τ — среднее время полета электрона между двумя столкновениями.

Таблица удельной электропроводности

Для большинства веществ уже известны значения удельной электропроводности. Некоторые из них вы можете найти в следующей таблице ниже. Все значения в этой таблице действительны для комнатной температуры, т.е. 25°C.

Вещество	Удельная электропроводность в См / м
Серебро	62 · 10⁶
Медь	58 · 10⁶
Золото	45,2 · 10⁶
Алюминий	37,7 · 10⁶
Вольфрам	19 · 10⁶
Латунь	15,5 · 10⁶
Железо	9,93 · 10⁶
Нержавеющая сталь (WNr. 1,4301)	1,36 · 10⁶
Германий (легирование <10^-9)	2
Кремний (легирование <10^-12)	0,5 · 10^-3
Морская вода	примерно 5
Водопроводная вода	примерно 0,05
Дистиллированная вода	5 · 10^-6
Изолятор	обычно <10^-8

Таблица удельной электропроводности некоторых веществ при температуре 25 °C

Удельная электропроводность сильно зависит от температуры, поэтому указанные значения применимы только при 25°C. При повышении температуры вибрация решетки в веществе становится выше. Это нарушает поток электронов, и поэтому электропроводность уменьшается с ростом температуры.

Из таблицы видно, что медь имеет вторую по величине электропроводность, поэтому медные кабели очень часто используются в электротехнике. Серебро обладает еще более высокой проводимостью, но стоит намного дороже меди.

Интересно также сравнение между морской и дистиллированной водой. Здесь электропроводность возникает благодаря растворенным в воде ионам. Морская вода имеет очень высокую долю соли, которая растворяется в воде. Эти ионы передают электрический ток. В дистиллированной воде нет растворенных ионов, поэтому в ней практически не может протекать электрический ток. Поэтому электропроводность морской воды намного выше, чем дистиллированной.

Примеры задач

Для более детального рассмотрения приведём два примера расчетов.

Задача 1.

В первой задаче представьте, что у вас есть провод длиной 2 м с поперечным сечением 0,5 мм². Электрическое сопротивление провода при комнатной температуре составляет 106 мОм. Из какого материала изготовлен провод?

Решение.

Решение данной задачи можно найти с помощью формулы: R = ( 1 / σ ) * ( l / S ). Из этой формулы найдём σ = l / ( S * R ) .

Теперь вы можете вставить заданные значения, убедившись, что вы перевели сечение в м².

σ = l / ( S * R ) = 2 м / ( ( 0,5 * 10^-6 м² ) * ( 1 / 106 * 10^-3 Ом ) ) = 37, 7 * 10⁶ См / м .

Наконец, вы ищите в таблице, какой материал имеет удельную электропроводность σ = 37, 7 * 10⁶ См / м и приходите к выводу, что провод сделан из алюминия.

Задача 2.

В задаче 2 вам дано только удельное сопротивление образца с 735 * 10^-9 Ом * м. Из какого материла изготовлен образец?

Решение.

Вы можете использовать формулу σ = 1 / ρ для расчёта удельной электропроводности. После подстановки значений в эту формулу вы получите: σ = 1 / ρ = 1 / 735 * 10^-9 Ом * м = 1,36 * 10⁶ См / м .

Если вы снова заглянете в таблицу, то обнаружите, что образец должен быть изготовлен из нержавеющей стали.

Электропроводность воды

Включите в вашем браузере JavaScript!

Спасибо, что вы с нами!

Блог
Электропроводность воды

Электропроводность воды (ЕС)

Чтобы ваше хобби приносило вам только удовольствие и не доставляло проблем и хлопот ознакомьтесь с данной статьей и правильно подберите нобходимое оборудование.

В данной статье мы расскажем вам о электропроводности воды.

Электропроводность — это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации и температуры.

Минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества).

TDS (Total Dissolved Solids) — это суммарный количественный показатель концентрации растворенных в воде веществ (солей) или — общее солесодержание.

Существует несколько важных факторов в управлении питанием и поливом растений – электропроводность, уровень pH и температура раствора. Для измерения данных характеристик существуют специальные приборы. С помощью солеметра вы без труда сможете измерить уровень содержания солей в воде (ppm).

Проводимость раствора – значение, которое отражает то, насколько раствор способен проводить электрический ток. Например дистиллированная или де-ионизированная вода в целом вообще не проводит электрический ток, поэтому значение ЕС для такой воды равно нулю.

Особенно в гидропонике очень важно следить и контролировать уровень pH и ЕС, так как это значительно влияет на рост и развитие растений. Если раствор обладает подходящим для растения значением ЕС, всасывание питательных веществ и транспортировка их ко всем клеткам растения будут обеспечены на должном уровне. Благодаря измерениям — легко понять получают ли ваши растения правильное питание, или же страдают от нехватки питательных вещест. Тем более, важно учитывать, что для разных растений требуется различный уровень ЕС/TDS и своя программа питания на каждый период жизни растения — вегетативный рост, цветение, плодоношение.

При измерении EC важно помнить о том, что температура питательного раствора должна быть оптимальной, а также уровень рН должен находиться в допустимых пределах. Потребление питательных веществ растениями зависит от температуры — когда темперетура выше нормы, из растения воды испаряется больше, что провоцирует его на более активное поглощение воды. В итоге воды поглащается больше чем соли. При нормальной температуре поглощение влаги и солей примерно одинаково.

Увеличение уровня ЕС говорит о том, что нужно добавить в раствор воды, так как слишком высока концентрация солей. Понижение этого же показателя более чем на 30% указывает на то, что каких-то элементов в растворе не хватает. Поскольку неизвестно, каких именно питательных элементов растению не хватает, то обычно гроверу проще заменить питательный раствор.

Единицы измерения

Электропроводность может измеряться с помощью ряда единиц измерения, но международным стандартом является ЕС с единицей измерения миллисименс или микросименс (в 1 миллисименсе содержится 1000 микросименсов). Важно помнить, что «полноценно сильным» раствор можно назвать при значении ЕС 2-2.5 миллисименса (2мСм/см). Иногда ЕС выражают в других единицах измерения, например, CF или TDS. CF, в сущности, это та же ЕС, но умноженная на 10. Поскольку в этом случае не нужна десятичная доля, в некоторых системах эта единица измерения предпочтительнее самой ЕС. TDS – общее число растворенных солей (от англ. Total dissolved salts), считается в частях на миллион (parts per million или ppm). Эта единица часто используется в США, причем для измерения этого значения используется тот же самый прибор, что и для измерения ЕС, просто в нем есть внутренний корректирующий фактор, который переводит единицы ЕС в TDS. И здесь есть свои неприятные особенности: в зависимости от производителя, корректирующие факторы в приборах различаются: некоторые используют фактор 500ppm на мСм/см, некоторые – 700 ppm.

Приборы:

В нашем магазине вы можете найти простой и удобный прибор для измерения электропроводности раствора.

Принцип действия солеметра TDS 3 основан на прямой зависимости электропроводности раствора (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений (parts per million, ppm; 1 ppm=1мг/л).

За единицу уровня минерализации (TDS) приняты миллиграмм на литр (мг/л). Это означает вес растворённых веществ в граммах, растворённых в 1 литре воды.

Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды — сокращенно ppm (parts per million — частиц на миллион). Такую аббревиатуру можно встретить в зарубежных источниках.
Это означает количество частиц растворенных в 1 миллионе частиц воды.

Как перевести единицы измерения TDS (ppm) в EC (mS/cm) самостоятельно

Для перевода единицы измерения EC (мкСм/см) в TDS (ppm) необходимо значение в мкСм/см умножить на коэффициент TDS метра (0.5, 0.7 или другой).

Для перевода единицы измерения TDS (ppm) в EC (мкСм/см) необходимо поделить измеренное значение на коэффициент TDS-метра (0.5, 0.7 или другой).

Как определить коэффициент преобразования TDS-метра

Коэффициент преобразования TDS-метра можно определить в том случаи, если прибор одновременно является и EC-метром. В таком случаи, для одного и того же раствора, необходимо измерять показания минерализации (ppm) и электропроводности (мкСм/см). Далее мы делим значение минерализации (ppm) на значение электропроводности (мкСм/см). Полученное число является коэффициентом преобразования данного TDS-метра.

EC-метр		TDS-метр
mS/cm (мСм/см)	µS/cm (мкСм/см)	0.5 ppm	0.64 ppm	0.70 ppm
0.1	100	50 ppm	64 ppm	70 ppm
0.2	200	100 ppm	128 ppm	140 ppm
0.3	300	150 ppm	192 ppm	210 ppm
0. 4	400	200 ppm	256 ppm	280 ppm
0.5	500	250 ppm	320 ppm	350 ppm
0.6	600	300 ppm	384 ppm	420 ppm
0.7	700	350 ppm	448 ppm	490 ppm
0.8	800	400 ppm	512 ppm	560 ppm
0.9	900	450 ppm	576 ppm	630 ppm
1.0	1000	500 ppm	640 ppm	700 ppm
1.1	1100	550 ppm	704 ppm	770 ppm
1.2	1200	600 ppm	768 ppm	840 ppm
1. 3	1300	650 ppm	832 ppm	910 ppm
1.4	1400	700 ppm	896 ppm	980 ppm
1.5	1500	750 ppm	960 ppm	1050 ppm
1.6	1600	800 ppm	1024 ppm	1120 ppm
1.7	1700	850 ppm	1088 ppm	1190 ppm
1.8	1800	900 ppm	1152 ppm	1260 ppm
1.9	1900	950 ppm	1216 ppm	1330 ppm
2.0	2000	1000 ppm	1280 ppm	1400 ppm
2.1	2100	1050 ppm	1334 ppm	1470 ppm
2. 2	2200	1100 ppm	1408 ppm	1540 ppm
2.3	2300	1150 ppm	1472 ppm	1610 ppm
2.4	2400	1200 ppm	1536 ppm	1680 ppm
2.5	2500	1250 ppm	1600 ppm	1750 ppm
2.6	2600	1300 ppm	1664 ppm	1820 ppm
2.7	2700	1350 ppm	1728 ppm	1890 ppm
2.8	2800	1400 ppm	1792 ppm	1960 ppm
2.9	2900	1450 ppm	1856 ppm	2030 ppm
3.0	3000	1500 ppm	1920 ppm	2100 ppm
3. 1	3100	1550 ppm	1984 ppm	2170 ppm
3.2	3200	1600 ppm	2048 ppm	2240 ppm

*Примечание: 1 mS/cm = 1000 μS/cm [1 мСм/см = 1000 мкСм/см]

08.10.2017

Менеджер интернет магазина

Теги

гроумир
25
гидропоника
8
growmir.ru
11
Электропроводность
1
Минерализация
1
TDS
1
EC
1
магазин гидропонного оборудования
15

Товары к статье

1430 руб

TDS 3 солеметр, термометр

Просим обратить внимание — заказы можно оплачивать только после обработки их менеджером. Менеджер магазина проверит наличие товаров и соообщит вам по телефону или почте информацию о способах доставки, вышлет вам реквизиты для оплаты.

Основы электропроводности | мхо сименс

Электрическая проводимость и ее формулы часто используются в электротехнике и электронной технике с единицами Сименса или мОм.

Учебное пособие по сопротивлению Включает:
Что такое сопротивление
Закон Ома
Омические и неомические проводники
Сопротивление лампы накаливания
Удельное сопротивление
Таблица удельных сопротивлений для обычных материалов
Температурный коэффициент сопротивления
Коэффициент сопротивления по напряжению, VCR
Электрическая проводимость
Последовательные и параллельные резисторы
Таблица параллельных резисторов

В отличие от сопротивления, которое измеряет сопротивление потоку электрического тока, электрическая проводимость или электрическая проводимость является мерой того, как электрический ток движется внутри вещества.

Чем выше электропроводность материала, тем больше плотность тока для данной приложенной разности потенциалов.

Таким образом, можно увидеть, что электрическая проводимость или электрическая проводимость вещества является мерой его способности проводить электричество.

Электрическая проводимость или электрическая проводимость материала важны, потому что некоторые вещества должны проводить электричество как можно лучше. Проводники должны обеспечивать как можно более легкое протекание тока. Другие материалы могут потребоваться для ограничения протекания тока, как в случае с резистором, и другие материалы могут потребоваться для того, чтобы не проводить электричество, как в случае изоляторов.

Основы электропроводности

Электропроводность – это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Чем выше значение проводимости, тем меньшее сопротивление она оказывает протеканию электрического тока.

Значение электропроводности зависит от способности электронов или других носителей заряда, таких как дырки, двигаться внутри решетки материала.

Материалы с высокой проводимостью, такие как медь, обеспечивают свободное движение электронов внутри своей молекулярной решетки. В решетке есть свободные электроны.

Материалы с низким уровнем проводимости или проводимости имеют очень мало свободных электронов в своей структуре. Электроны прочно удерживаются в молекулярной структуре, и для их освобождения требуется значительный уровень энергии.

Единицы электропроводности: Siemens и MHO

Единицами электропроводности являются сименс на метр, С⋅м ^-1 .

Сименс также раньше назывался мхо — это величина, обратная ому, и это выводится путем написания ом в обратном порядке.

Проводимость обратно пропорциональна сопротивлению, а один сименс равен обратному значению одного ома.

Название Сименс для единицы проводимости было принято 14-й Генеральной конференцией по мерам и весам в качестве производной единицы СИ в 1971. Он был назван в честь Эрнста Вернера фон Сименса.

Как и в любом названии Международной системы единиц СИ, которое происходит от имени собственного человека, первая буква его условного обозначения заглавная, т. е. в данном случае буква «S» обозначает значение в сименсах, 10S. Когда полное название единицы СИ указывается на английском языке, оно всегда должно начинаться со строчной буквы, т. е. в данном случае сименс. Исключение составляют случаи, когда любое слово пишется с заглавной буквы, как в случае начала предложения и т. д.

Наиболее часто используемый символ — это строчная версия греческой буквы сигма, σ, хотя иногда также используются каппа, &каппа, гамма, &гамма.

Хотя единицы СИ для проводимости наиболее широко используются, значения проводимости часто указываются в виде их процентного значения IACS. IACS, Международный стандарт отожженной меди, был установлен Международной электрохимической комиссией в 1913 году.

Проводимость отожженной меди (5,8001 x 107 См/м) определена как 100% IACS при 20°C.

Все остальные значения проводимости связаны с этим значением проводимости. Это означает, что железо со значением проводимости 1,04 x 107 См/м имеет проводимость примерно 18% от проводимости отожженной меди, и это дается как 18% IACS.

Поскольку методы обработки металлов улучшились после введения стандарта, некоторые современные медные изделия теперь часто имеют значения проводимости IACS, превышающие 100% IACS, поскольку теперь из металла можно удалить больше примесей.

Формулы электропроводности

Удельное сопротивление и проводимость взаимосвязаны. Проводимость обратна удельному сопротивлению. Соответственно, легко выразить одно через другое.

Где:
σ — проводимость материала в сименсах на метр, См⋅м ^-1
ρ — удельное сопротивление материала в Ом·метрах, Ом⋅м

Затем его можно подставить в формулу удельного сопротивления, чтобы получить следующее соотношение.

Где:
σ — проводимость материала в сименсах на метр, См⋅м ^-1
E — величина электрического поля в вольтах на метр, В⋅м ^-1
Дж — величина плотность тока в амперах на квадратный метр, А⋅м ^-2

Часто необходимо связать проводимость с определенной длиной материала с постоянной площадью поперечного сечения.

Используя эту диаграмму, можно связать проводимость с сопротивлением, длиной и площадью поперечного сечения образца в приведенной ниже формуле проводимости.

σ=RlA

R=σAl

Где:
R — электрическое сопротивление однородного образца материала, измеренное в омах
l — длина куска материала, измеренная в метрах, м
A — площадь поперечного сечения образца, измеренная в квадратных метрах, м ²

Используя эти формулы электропроводности, можно рассчитать электропроводность, зная сопротивление, длину и площадь поперечного сечения куска материала.

Дополнительные основные понятия и руководства по электронике:
Напряжение
Текущий
Власть
Сопротивление
Емкость
Индуктивность
Трансформеры
Децибел, дБ
Законы Кирхгофа
Q, добротность
РЧ-шум
Сигналы

Вернуться в меню основных понятий электроники . . .

Электропроводность | Определение, символ, формула, единица измерения

Что такое электропроводность?

Электропроводность — это свойство материала, позволяющее проходить через него электрическому току. Другими словами, электропроводность — это мера электрического тока, проходящего через материал, когда градиент потенциала равен единице.

Таким образом, электропроводность измеряет способность проводника проводить электричество.

В электроэнергетике это один из важных факторов, который проектировщики учитывают при проектировании электрической системы. Медь и алюминий являются наиболее подходящими проводниками, так как их проводимость очень высока. Более высокая проводимость указывает на прохождение большего количества электронов через материалы без особых препятствий.

Материал с более высокой проводимостью имеет более низкое сопротивление и вызывает меньшие потери тепла (I2R) в проводнике. Например. печатная плата имеет сложную электрическую схему, и проводимость пути должна быть очень высокой, чтобы избежать помех протеканию электрического тока. Для этого применения лучше всего подходит оцинкованная медь.

Влияние температуры на электропроводность

Электропроводность образца материала зависит от атомной конфигурации, длины и площади поперечного сечения материалов. Эти параметры остаются неизменными после расчета сопротивления, следовательно, они не изменяют проводимость. Однако проводимость снижается с повышением температуры. Почему это так?

Мы знаем, что ток в электрической цепи есть не что иное, как поток электронов. Большее количество электронов, проходящих через материал в секунду, означает, что материал имеет более высокую проводимость. Повышение температуры вызывает столкновения электрона с электроном и столкновение с атомом. В результате поток электронов через материал становится вялым, что вызывает снижение электропроводности материала.

Таким образом, можно сделать вывод, что проводник имеет более высокую проводимость при низких температурах. Вы бы слышали о сверхпроводимости. Что это такое? Сверхпроводимость — это свойство вещества, которое делает его способным проводить электричество без импеданса, что означает, что сопротивление равно нулю. Это возможно, если температура вещества ниже критической температуры.

Символ электропроводности

Символ электропроводности обозначается греческой буквой σ (знак). Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению ( ρ ).

Соотношение между проводимостью и удельным сопротивлением приведено ниже.

σ = 1/ ρ

Формула проводимости

Сопротивление проводника зависит от проводимости материала, области поперечного сечения и длины вещества. На основании этих параметров можно вывести уравнение электропроводности.

Вывод уравнения электропроводности/ Формула

R ∝ 1/ σ ——-(1) R ∝ Л ——-(2) Р ∝ 1/ A ——-(3)

Таким образом,

R = 1/ σ ( 9013 7 L /A) ——-(4)
σ = 1/R x (L/A) ——-(5)
σ = S x (L/A) ——-(5) [Здесь S — проводимость и S = 1/R]

Взаимное сопротивление (R) — это проводимость (S) и взаимная OHM ( ω ) — MHO (ω ^-1 или ℧)

Здесь R является сопротивлением в OHM ( ω )
A, R является сопротивлением в OHM ( ω )
A = Площадь поперечного сечения в см ² или м ²
L = Длина проводника в сантиметрах (см) или метрах (м)
σ = Электропроводность материала ( Ом -см) или ( Ω -m)
S = Электрическая проводимость

Удельное электрическое сопротивление материала непосредственно пропорционально площади поперечного сечения и обратно пропорционально длине.