geleidbaarheid is een microscopische eigenschap van de materialen die overeenkomt met de inverse van weerstand (ρ). Een hoge geleidbaarheid in een materiaal duidt op een groot draagvermogen elektrische ladingen gemakkelijk door een potentiaalverschil tussen twee punten toe te passen. De maateenheid voor geleidbaarheid is de siemens per meter (S/m), wat overeenkomt met Ω-1.m-1. Materialen zoals: metalen en ionische oplossingen hebben over het algemeen een hoge mate van geleidbaarheid, dankzij de aanwezigheid van een grote hoeveelheid vrije elektronen in deze media.
Zie ook: Wat is de snelheid van de elektrische stroom?
Wat is geleidbaarheid?
Geleidbaarheid is een brede term die kan worden gebruikt om de vermogen van een materieel medium om het transport van energie of deeltjes uit te voeren in de vorm van warmte, elektrische ladingen of materie. Deze verschillende soorten geleidbaarheid worden gebruikt om een groot aantal transportverschijnselen te verklaren en zijn afhankelijk van factoren zoals het verschil in
temperatuur-, respectievelijk het verschil in elektrisch potentiaal en het verschil in concentratie tussen verschillende punten in het materiële medium.
In dit artikel bespreken we uitsluitend elektrische geleidbaarheid en de eigenschappen ervan. Hier moet echter worden vermeld dat: goede geleiders van elektriciteit zijn in de meeste gevallen goede warmtegeleiders.
DE geleidbaarheidelektrisch is de fysieke hoeveelheid die de inherente capaciteit van een materiaal meet om elektrische ladingen te dragen wanneer het wordt blootgesteld aan een elektrisch potentiaalverschil. Deze eigenschap van materialen houdt rekening met aspectenmicroscopisch, zoals de beschikbaarheid en mobiliteit van vrije elektronen, die respectievelijk kunnen worden begrepen als de hoeveelheid zwak gekoppeld aan atoomkernen en de snelheid waarmee elektronen tussen de atomen van het kristalrooster van het materiaal kunnen worden geleid zonder ermee in botsing te komen. laatste.
DE meet eenheid van de elektrische geleidbaarheid is precies het omgekeerde van de meeteenheid voor weerstand (Ω.m), daarom 1/Ω.m of toch, Ω-1.m-1. Verder is het ook mogelijk dat elektrische geleidbaarheid wordt geschreven in termen van een ander meet eenheid, bekend als siemens, wiens symbool is S. Een dergelijke eenheid wordt gebruikt om een hoeveelheid weer te geven die wordt gedefinieerd door de inverse van de elektrische weerstand (R): a geleidingelektrisch (G).
geleidbaarheid formule:
De formule die wordt gebruikt om de geleidbaarheid te berekenen is als volgt:
σ – geleidbaarheid (S/m)
ρ - soortelijke weerstand (Ω.m)
Geleidbaarheid x soortelijke weerstand
Geleidbaarheid en soortelijke weerstand zijn: grootheidomgekeerdproportioneel. Dit geeft aan dat hoe hoger de geleidbaarheid van een materiaal, hoe lager de soortelijke weerstand en vice versa. Net als soortelijke weerstand is geleidbaarheid a intrinsieke eigenschap van het materiaal en is niet afhankelijk van geometrische factoren, zoals de vorm of afmetingen van het lichaam.
Interessant is dat geleidbaarheid een van de fysieke grootheden is waarvan de metingen zich uitstrekken over het grootste aantal ordes van grootte. In de natuur is het mogelijk om materialen te vinden isolatoren die geleidbaarheid hebben van minder dan 10-17 S/m, terwijl er uitstekend zijn? geleiders waarvan de geleidbaarheid groter is dan 107 Nee.
Lees ook:Verschillen tussen geleidende en isolerende materialen
Elektrische geleidbaarheidstabel van materialen
Bekijk een tafel die de geleidbaarheidsmetingen van enkele veelvoorkomende materialen bevat.
Materiaal |
Geleidbaarheid (Ω-1.m-1) |
Zilver |
6,8.107 |
Koper |
6,0.107 |
Goud |
4,3.107 |
Glas |
1,0.10-11 |
Rubber |
1,1.10-15 |
Kwarts |
~10-17 |
Uit de bovenstaande tabel is het mogelijk om te zien hoe groot het spectrum van geleidbaarheidsmetingen is, dat meer dan 20 ordes van grootte kan beslaan.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
