Kami menerangkan apa itu kekonduksian elektrik dan berdasarkan perbezaannya. Pengaliran elektrik logam, air dan tanah.
Apakah kekonduksian elektrik?
Kekonduksian elektrik ialah kapasiti bagi perkara untuk membenarkan aliran arus elektrik melalui mereka zarah. Kapasiti ini bergantung secara langsung pada struktur atom dan molekul bahan, serta faktor fizikal lain seperti suhu di mana ia berada atau keadaan ia berada (cecair, padu, bergas).
Kekonduksian elektrik adalah bertentangan dengan kerintangan, iaitu rintangan kepada laluan elektrik daripada bahan. Kemudian terdapat bahan yang baik dan bahan pengalir elektrik yang buruk, setakat yang lebih atau kurang tahan.
Simbol untuk mewakili kekonduksian ialah huruf Yunani sigma (σ) dan unitnya daripada pengukuran ialah siemen per meter (S / m) atau 𝛀-1⋅ m-1. Untuk pengiraannya, tanggapan tentang medan elektrik (E) dan ketumpatan arus pengaliran (J), seperti berikut:
J = σE, dari mana: σ = J / E
Kekonduksian berbeza-beza bergantung pada keadaan jirim. Dalam media cecair, sebagai contoh, ia akan bergantung kepada kehadiran garam terlarut di dalamnya yang menjana ion bercas positif atau negatif, dan merupakan elektrolit yang bertanggungjawab untuk mengalirkan arus elektrik apabila cecair tertakluk kepada medan elektrik.
Sebaliknya, pepejal mempunyai struktur atom yang lebih tertutup dan kurang pergerakan, jadi kekonduksian akan bergantung pada awan elektron dikongsi oleh kumpulan-kumpulan Valencia dan jalur pengaliran, yang berbeza-beza mengikut sifat atom jirim: yang logam adalah pengalir elektrik yang baik dan tiada logam, sebaliknya, perintang yang baik (atau penebat, seperti plastik).
Kekonduksian air
The air secara umum, ia adalah konduktor elektrik yang baik. Walau bagaimanapun, kapasiti ini bergantung pada margin Jumlah Pepejal Terlarut (TDS), kerana kehadiran garam dan mineral dalam air membentuk ion elektrolitik yang membolehkan laluan arus elektrik. Buktinya ialah air suling, yang dihapuskan (menggunakan penyulingan dan kaedah lain) semua ion terlarut di dalamnya, dan ia tidak mengalirkan elektrik.
Dengan cara ini, kekonduksian air masin lebih besar daripada air tawar. Peningkatan dalam kadar kekonduksian boleh direkodkan apabila ion terlarut ditambah kepada cecair, sehingga mencapai had kepekatan ion di mana pasangan ion terbentuk, positif dengan negatif, yang membatalkan casnya dan menghalang kekonduksian. bertambah lagi.
Kekonduksian tanah
The tanahSecara umum, mereka mempunyai kekonduksian elektrik yang berbeza, bergantung kepada pelbagai faktor seperti pengairan air atau jumlah garam yang mereka hadirkan. Seperti dalam kes air, lebih banyak tanah masin akan menjadi konduktor elektrik yang lebih baik daripada yang kurang masin, dan perbezaan ini selalunya ditentukan oleh jumlah air yang mereka terima (kerana air boleh "mencuci" garam dari tanah).
Tahap kemasinan ini sering dikelirukan dengan kesodisian tanah (kehadiran natrium), sedangkan pada hakikatnya kemasinan merujuk kepada banyaknya kation natrium (Na +), kalium (K +), kalsium (Ca2 +) dan magnesium (Mg2 +), bersama-sama dengan kation klorin (Cl–), sulfat (SO42-), bikarbonat (HCO3–) dan karbonat (CO32-).
Oleh itu, dalam banyak kes teknik seperti mencuci (untuk tanah yang sangat masin) atau suntikan unsur peneutral lain (seperti sulfur) digunakan untuk yang sangat asas. Ini selalunya boleh ditentukan oleh ujian pengaliran elektrik.
Kekonduksian logam
Logam umumnya merupakan konduktor elektrik yang sangat baik. Ini adalah kerana atom bahan jenis ini digabungkan dengan pembentukan pautan logam. Dalam logam, elektron kekal di sekeliling logam seperti awan, bergerak mengelilingi nukleus atom yang terikat rapat, dan ialah yang membenarkan aliran elektrik.
Apabila logam digunakan pada medan elektrik, elektron mengalir bebas dari satu hujung logam ke hujung yang lain, sama seperti yang berlaku dengan logam. haba, yang mana kedua-duanya adalah pemancar yang baik. Itulah sebabnya tembaga dan logam lain dalam talian kuasa dan peranti elektronik. Rajah berikut secara skematik mewakili aliran elektron (berwarna merah) apabila medan elektrik dikenakan pada logam: