Vodivosť je mikroskopická vlastnosť materiálov, ktorá zodpovedá inverzná k odpor (ρ). Vysoká vodivosť materiálu naznačuje veľkú nosnosť elektrické náboje s ľahkosťou, uplatnením potenciálneho rozdielu medzi dvoma bodmi. Jednotkou merania vodivosti je: siemens na meter (S / m), čo zodpovedá Ω-1.m-1. Materiály ako napr kovy a iónové roztoky majú všeobecne vysokú mieru vodivosti vďaka prítomnosti veľkého množstva voľných elektrónov v týchto médiách.
Pozri tiež: Aká je rýchlosť elektrického prúdu?
Čo je vodivosť?
Vodivosť je široký pojem, ktorým je možné definovať schopnosť nejakého hmotného média vykonávať transport energie alebo častíc vo formách teplo, elektrické náboje alebo hmota. Tieto rôzne typy vodivosti sa používajú na vysvetlenie veľkého množstva transportných javov a závisia od faktorov, ako je rozdiel v teplota, rozdiel v elektrickom potenciáli a rozdiel v koncentrácii medzi rôznymi bodmi v materiálnom médiu.
V tomto článku sa budeme venovať výlučne elektrickej vodivosti a jej vlastnostiam. Tu by sa však malo uviesť, že dobré vodiče elektriny sú vo väčšine prípadov dobré tepelné vodiče.
THE vodivosťelektrický je fyzikálna veličina, ktorá meria inherentnú kapacitu materiálu prenášať elektrické náboje, keď je vystavený rozdielu elektrického potenciálu. Táto vlastnosť materiálov zohľadňuje aspektymikroskopické, ako je dostupnosť a mobilita voľných elektrónov, ktorú možno chápať ako množstvo slabo spojené s atómovými jadrami a rýchlosťou, akou môžu byť elektróny vedené medzi atómami kryštalickej mriežky materiálu bez toho, aby do nich narazili. posledný.
THE jednotka merania elektrickej vodivosti je presne inverzná k jednotke merania odporu (Ω.m), preto 1 / Ω.m alebo ešte Ω-1.m-1. Ďalej je tiež možné, že elektrická vodivosť je napísaná ako iná jednotka merania, známy ako siemens, ktorého symbol je S. Takáto jednotka sa používa na vyjadrenie veličiny definovanej inverznou hodnotou elektrického odporu (R): a vodivosťelektrický (G).
vzorec vodivosti
Vzorec použitý na výpočet vodivosti je nasledovný:
σ - vodivosť (S / m)
ρ - odpor (Ω.m)
Vodivosť x rezistivita
Vodivosť a odpor sú veľkosťinverzneproporcionálny. To naznačuje, že čím vyššia je vodivosť materiálu, tým nižší je jeho odpor a naopak. Rovnako ako rezistivita, aj vodivosť je a vnútorná vlastnosť materiálu a nezávisí od geometrických faktorov, ako je tvar alebo rozmery tela.
Je zaujímavé, že vodivosť je jednou z fyzikálnych veličín, ktorých merania sa rozširujú na najväčší počet rádovo. V prírode je možné nájsť materiály izolátory ktoré majú vodivosť menej ako 10-17 S / m, zatiaľ čo tam sú vynikajúce vodičov ktorých vodivosť je vyššia ako 107 Č.
Prečítajte si tiež:Rozdiely medzi vodivými a izolačnými materiálmi
Tabuľka elektrickej vodivosti materiálov
Skontrolujte a stôl ktorá obsahuje merania vodivosti niektorých bežných materiálov.
Materiál |
Vodivosť (Ω-1.m-1) |
Striebro |
6,8.107 |
Meď |
6,0.107 |
Zlato |
4,3.107 |
Sklo |
1,0.10-11 |
Guma |
1,1.10-15 |
Kremeň |
~10-17 |
Z tabuľky vyššie je možné vidieť, aké veľké je spektrum meraní vodivosti, ktoré môže pokrývať viac ako 20 rádov.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky