Przewodność jest mikroskopijną właściwością materiałów, która odpowiada odwrotność oporność (ρ). Wysoka przewodność w materiale wskazuje na dużą nośność ładunki elektryczne z łatwością, stosując różnicę potencjałów między dwoma punktami. Jednostką miary przewodnictwa jest siemensów na metr (S/m), co odpowiada Ω-1.m-1. Materiały takie jak metale a roztwory jonowe na ogół mają wysokie miary przewodnictwa, dzięki obecności dużej ilości wolnych elektronów w tych ośrodkach.
Zobacz też: Jaka jest prędkość prądu elektrycznego?
Co to jest przewodnictwo?
Przewodność to szerokie pojęcie, którego można użyć do zdefiniowania zdolność dowolnego ośrodka materialnego do przenoszenia energii lub cząstek, w postaci ciepło, ładunki elektryczne lub materia. Te różne rodzaje przewodnictwa są wykorzystywane do wyjaśnienia dużej liczby zjawisk transportowych i zależą od takich czynników, jak różnica w temperatura, odpowiednio różnicę potencjału elektrycznego i różnicę stężenia między różnymi punktami w ośrodku materialnym.
W tym artykule omówimy wyłącznie przewodnictwo elektryczne i jego właściwości. W tym miejscu należy jednak stwierdzić, że dobrymi przewodnikami elektryczności są w większości przypadków dobre przewodniki ciepła.
TEN przewodnośćelektryczny jest wielkością fizyczną, która mierzy naturalną zdolność materiału do przenoszenia ładunków elektrycznych, gdy jest poddawany różnicy potencjałów elektrycznych. Ta charakterystyka materiałów uwzględnia aspektymikroskopijny, takich jak dostępność i ruchliwość swobodnych elektronów, które można rozumieć odpowiednio jako ilość słabo związane z jądrami atomowymi i szybkością, z jaką elektrony mogą być przewodzone między atomami sieci krystalicznej materiału bez kolizji z nimi. ostatni, ubiegły, zeszły.
TEN jednostka miary przewodności elektrycznej jest dokładnie odwrotnością jednostki pomiaru rezystywności (Ω.m), dlatego 1/Ω.m lub jeszcze, Ω-1.m-1. Co więcej, możliwe jest również, że przewodność elektryczna jest zapisana w kategoriach innego jednostka miary, znany jako siemens, którego symbolem jest Św. Taka jednostka jest używana do reprezentowania wielkości określonej przez odwrotność rezystancji elektrycznej (R): a przewodnictwoelektryczny (SOL).
wzór przewodnictwa
Wzór używany do obliczenia przewodnictwa jest następujący:
σ – przewodność (S/m)
ρ – rezystywność (Ω.m)
Przewodność x rezystywność
Przewodność i rezystywność są wspaniałościodwrotnieproporcjonalny. Wskazuje to, że im wyższa przewodność materiału, tym niższa jego rezystywność i odwrotnie. Podobnie jak rezystywność, przewodność jest nieodłączną cechą materiału i nie zależy od czynników geometrycznych, takie jak kształt lub wymiary ciała.
Co ciekawe, przewodnictwo jest jedną z wielkości fizycznych, której pomiary rozciągają się na największą liczbę rzędy wielkości. W naturze można znaleźć materiały izolatory o przewodności mniejszej niż 10-17 S/m, podczas gdy są doskonałe przewodniki którego przewodność jest większa niż 107 Nie.
Przeczytaj też:Różnice między materiałami przewodzącymi a izolacyjnymi
Tabela przewodności elektrycznej materiałów
Sprawdź stół który zawiera pomiary przewodnictwa niektórych popularnych materiałów.
Materiał |
Przewodność (Ω-1.m-1) |
Srebro |
6,8.107 |
Miedź |
6,0.107 |
Złoto |
4,3.107 |
Szkło |
1,0.10-11 |
Gumowy |
1,1.10-15 |
Kwarc |
~10-17 |
Z powyższej tabeli można zobaczyć, jak duże jest spektrum pomiarów przewodnictwa, które może obejmować ponad 20 rzędów wielkości.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki