Ledningsevne er en mikroskopisk egenskab af de materialer, der svarer til omvendt af modstand (ρ). En høj ledningsevne i et materiale indikerer stor bæreevne elektriske opladninger let ved at anvende en potentiel forskel mellem to punkter. Enheden for måling af ledningsevne er siemen pr. meter (S / m), hvilket svarer til Ω-1.m-1. Materialer som f.eks metaller og ioniske opløsninger har generelt høje mål for ledningsevne takket være tilstedeværelsen af en stor mængde frie elektroner i disse medier.
Se også: Hvad er hastigheden på den elektriske strøm?
Hvad er ledningsevne?
Ledningsevne er et bredt udtryk, der kan bruges til at definere ethvert materialemediums evne til at udføre transport af energi eller partikler i form af varme, elektriske opladninger eller stof. Disse forskellige typer ledningsevne bruges til at forklare et stort antal transportfænomener og afhænger af faktorer som forskellen i temperatur, forskellen i henholdsvis elektrisk potentiale og forskellen i koncentration mellem forskellige punkter i materialemediet.
I denne artikel vil vi udelukkende diskutere elektrisk ledningsevne og dens egenskaber. Det skal dog angives her, at gode ledere af elektricitet er i de fleste tilfælde gode varmeledere.
DET ledningsevneelektrisk er den fysiske størrelse, der måler materialets iboende kapacitet til at bære elektriske ladninger, når den udsættes for en elektrisk potentialforskel. Denne egenskab ved materialer tager højde for aspektermikroskopisk, såsom tilgængeligheden og mobiliteten af frie elektroner, som kan forstås henholdsvis som mængden af svagt bundet til atomkerner og den hastighed, hvormed elektroner kan ledes mellem atomer i materialets krystalgitter uden at kollidere med dem. sidst.
DET måleenhed af den elektriske ledningsevne er nøjagtigt den inverse af resistivitetsmåleenheden (Ω.m), derfor 1 / Ω.m eller endnu, Ω-1.m-1. Desuden er det også muligt, at elektrisk ledningsevne skrives i form af en anden måleenhed, kendt som siemens, hvis symbol er S. En sådan enhed bruges til at repræsentere en størrelse defineret af den inverse af den elektriske modstand (R): a ledningsevneelektrisk (G).
ledningsevne formel
Formlen til beregning af ledningsevne er som følger:
σ - ledningsevne (S / m)
ρ - resistivitet (Ω.m)
Ledningsevne x resistivitet
Ledningsevne og modstand er storhederomvendtproportional. Dette indikerer, at jo højere ledningsevne et materiale har, desto lavere er dets resistivitet og omvendt. Ligesom resistivitet er ledningsevne en materialets iboende træk og afhænger ikke af geometriske faktorer, såsom kroppens form eller dimensioner.
Interessant er ledningsevne en af de fysiske størrelser, hvis målinger strækker sig over det største antal størrelsesordener. I naturen er det muligt at finde materialer isolatorer som har ledningsevne mindre end 10-17 S / m, mens der er fremragende ledere hvis ledningsevne er større end 107 Ingen.
Læs også:Forskelle mellem ledende og isolerende materialer
Elektrisk ledningsskema over materialer
Tjek en bord som indeholder ledningsevnemålingerne af nogle almindelige materialer.
Materiale |
Ledningsevne (Ω-1.m-1) |
Sølv |
6,8.107 |
Kobber |
6,0.107 |
Guld |
4,3.107 |
Glas |
1,0.10-11 |
Gummi |
1,1.10-15 |
Kvarts |
~10-17 |
Fra tabellen ovenfor er det muligt at se, hvor stort spektret af ledningsevnemålinger er, som kan spænde over mere end 20 størrelsesordener.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
