Αγώγιμο είναι μια μικροσκοπική ιδιότητα των υλικών που αντιστοιχούν στο αντίστροφο του αντίσταση (ρ). Η υψηλή αγωγιμότητα σε ένα υλικό δείχνει μεγάλη ικανότητα μεταφοράς ηλεκτρικά φορτία με ευκολία, εφαρμόζοντας μια πιθανή διαφορά μεταξύ δύο σημείων. Η μονάδα μέτρησης της αγωγιμότητας είναι η siemens ανά μέτρο (S / m), που αντιστοιχεί στο Ω-1.Μ-1. Υλικά όπως μέταλλα και τα ιοντικά διαλύματα έχουν γενικά υψηλά μέτρα αγωγιμότητας, χάρη στην παρουσία μεγάλης ποσότητας ελεύθερων ηλεκτρονίων σε αυτά τα μέσα.
Δείτε επίσης: Ποια είναι η ταχύτητα του ηλεκτρικού ρεύματος;
Τι είναι η αγωγιμότητα;
Η αγωγιμότητα είναι ένας ευρύς όρος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ορισμό του ικανότητα οποιουδήποτε υλικού μέσου να πραγματοποιήσει τη μεταφορά ενέργειας ή σωματιδίων με τις μορφές του θερμότητα, ηλεκτρικά φορτία ή ύλη. Αυτοί οι διαφορετικοί τύποι αγωγιμότητας χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν μεγάλο αριθμό φαινομένων μεταφοράς και εξαρτώνται από παράγοντες όπως η διαφορά στο θερμοκρασία, η διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό και η διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ διαφορετικών σημείων στο υλικό υλικό, αντίστοιχα.
Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε αποκλειστικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τις ιδιότητές της. Ωστόσο, πρέπει να δηλωθεί εδώ ότι οι καλοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας είναι, στις περισσότερες περιπτώσεις, καλοί θερμικοί αγωγοί.
Ο αγώγιμοηλεκτρικός είναι η φυσική ποσότητα που μετρά την εγγενή ικανότητα ενός υλικού να μεταφέρει ηλεκτρικά φορτία όταν υφίσταται διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Αυτό το χαρακτηριστικό των υλικών λαμβάνει υπόψη πτυχέςμικροσκοπικός, όπως η διαθεσιμότητα και η κινητικότητα των ελεύθερων ηλεκτρονίων, η οποία μπορεί να γίνει κατανοητή, αντίστοιχα, ως η ποσότητα ασθενώς συνδέεται με ατομικούς πυρήνες και την ταχύτητα με την οποία τα ηλεκτρόνια μπορούν να διεξάγονται μεταξύ των ατόμων του κρυσταλλικού πλέγματος του υλικού χωρίς να συγκρούονται με αυτά. τελευταίος.
Ο μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι ακριβώς το αντίστροφο της μονάδας μέτρησης αντίστασης (Ω.m), επομένως, 1 / Ωμ ή ακόμα, Ω-1.Μ-1. Επιπλέον, είναι επίσης πιθανό ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα γράφεται με όρους άλλης μονάδα μέτρησης, γνωστός ως Siemens, το σύμβολο του οποίου είναι ΜΙΚΡΟ. Μια τέτοια μονάδα χρησιμοποιείται για να αντιπροσωπεύει μια ποσότητα που ορίζεται από το αντίστροφο της ηλεκτρικής αντίστασης (R): α αγωγιμότηταηλεκτρικός (ΣΟΛ).
τύπος αγωγιμότητας
Ο τύπος που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της αγωγιμότητας έχει ως εξής:
σ - αγωγιμότητα (S / m)
ρ - αντίσταση (Ω.m)
Αγωγιμότητα x αντίσταση
Η αγωγιμότητα και η αντίσταση είναι μεγαλοπρεπήαντιστρόφωςαναλογικά. Αυτό δείχνει ότι όσο υψηλότερη είναι η αγωγιμότητα ενός υλικού, τόσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση του και αντίστροφα. Όπως η αντίσταση, η αγωγιμότητα είναι εγγενές χαρακτηριστικό του υλικού και δεν εξαρτάται από γεωμετρικούς παράγοντες, όπως το σχήμα ή οι διαστάσεις του σώματος.
Είναι ενδιαφέρον ότι η αγωγιμότητα είναι μία από τις φυσικές ποσότητες των οποίων οι μετρήσεις εκτείνονται σε μεγαλύτερο αριθμό τάξεις μεγέθους. Στη φύση είναι δυνατό να βρεθούν υλικά μονωτές που έχουν αγωγιμότητα μικρότερη από 10-17 S / m, ενώ υπάρχουν εξαιρετικές αγωγοί του οποίου η αγωγιμότητα είναι μεγαλύτερη από 107 Οχι.
Διαβάστε επίσης:Διαφορές μεταξύ αγώγιμων και μονωτικών υλικών
Ηλεκτρικός πίνακας αγωγιμότητας υλικών
Ρίξτε μια ματιά α τραπέζι που περιέχει τις μετρήσεις αγωγιμότητας ορισμένων κοινών υλικών.
Υλικό |
Αγωγιμότητα (Ω-1.Μ-1) |
Ασήμι |
6,8.107 |
Χαλκός |
6,0.107 |
Χρυσός |
4,3.107 |
Ποτήρι |
1,0.10-11 |
Καουτσούκ |
1,1.10-15 |
Χαλαζίας |
~10-17 |
Από τον παραπάνω πίνακα, μπορείτε να δείτε πόσο μεγάλο είναι το φάσμα των μετρήσεων αγωγιμότητας, το οποίο μπορεί να εκτείνεται σε περισσότερες από 20 τάξεις μεγέθους.
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής