Ledningsförmåga är en mikroskopisk egenskap hos materialen som motsvarar invers av motstånd (ρ). En hög konduktivitet i ett material indikerar stor bärkapacitet elektriska laddningar med hjälp av en potentiell skillnad mellan två punkter. Måttenheten för konduktivitet är siemens per meter (S / m), vilket motsvarar Ω-1.m-1. Material som metaller och joniska lösningar har i allmänhet höga ledningsförmåga tack vare närvaron av en stor mängd fria elektroner i dessa medier.
Se också: Vad är den elektriska strömens hastighet?
Vad är konduktivitet?
Konduktivitet är en bred term som kan användas för att definiera förmåga hos vilket material som helst för att utföra transport av energi eller partiklar i form av värme, elektriska laddningar eller materia. Dessa olika typer av ledningsförmåga används för att förklara ett stort antal transportfenomen och beror på faktorer som skillnaden i temperatur, skillnaden i elektrisk potential respektive skillnaden i koncentration mellan olika punkter i materialmediet.
I den här artikeln kommer vi enbart att diskutera elektrisk ledningsförmåga och dess egenskaper. Det bör dock anges här att bra ledare av elektricitet är i de flesta fall bra värmeledare.
DE ledningsförmågaelektrisk är den fysiska storleken som mäter materialets inneboende kapacitet att bära elektriska laddningar när den utsätts för en elektrisk potentialskillnad. Denna egenskap hos material tar hänsyn till aspektermikroskopisk, såsom tillgängligheten och rörligheten för fria elektroner, vilket kan förstås som mängden svagt kopplade till atomkärnor och den hastighet med vilken elektroner kan ledas mellan atomerna i materialets kristallgitter utan att kollidera med dem. sista.
DE måttenhet av den elektriska konduktiviteten är exakt det inversa av resistivitetsmätningsenheten (Ω.m), därför 1 / Ω.m eller ännu, Ω-1.m-1. Dessutom är det också möjligt att elektrisk ledningsförmåga skrivs i termer av en annan måttenhet, känd som siemens, vars symbol är S. En sådan enhet används för att representera en storlek definierad av det motsatta av det elektriska motståndet (R): a ledningsförmågaelektrisk (G).
konduktivitetsformel
Formeln som används för att beräkna konduktivitet är som följer:
σ - konduktivitet (S / m)
ρ - resistivitet (Ω.m)
Konduktivitet x resistivitet
Konduktivitet och resistivitet är storheteromväntproportionell. Detta indikerar att ju högre ledningsförmågan hos ett material är, desto lägre är dess resistivitet och tvärtom. Liksom resistivitet är konduktivitet en materialets inneboende egenskap och beror inte på geometriska faktorer, såsom kroppens form eller dimensioner.
Intressant är att konduktivitet är en av de fysiska storheterna vars mätningar sträcker sig över det största antalet storleksordningar. I naturen är det möjligt att hitta material isolatorer som har ledningsförmåga mindre än 10-17 S / m, medan det finns utmärkta ledare vars konduktivitet är större än 107 Nej.
Läs också:Skillnader mellan ledande och isolerande material
Elektrisk konduktivitetstabell över material
Kolla in a tabell som innehåller konduktivitetsmätningar av några vanliga material.
Material |
Konduktivitet (Ω-1.m-1) |
Silver |
6,8.107 |
Koppar |
6,0.107 |
Guld |
4,3.107 |
Glas |
1,0.10-11 |
Sudd |
1,1.10-15 |
Kvarts |
~10-17 |
Från tabellen ovan är det möjligt att se hur stort spektrumet av konduktivitetsmätningar är, som kan sträcka sig över 20 storleksordningar.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
