Vi forklarer hva elektrisk ledningsevne er og ut fra hva den varierer. Elektrisk ledning av metaller, vann og jord.
Hva er elektrisk ledningsevne?
Elektrisk ledningsevne er kapasiteten til saken å tillate flyt av elektrisk strøm gjennom deres partikler. Denne kapasiteten avhenger direkte av den atomære og molekylære strukturen til materialet, samt andre fysiske faktorer som f.eks. temperatur hvor den er eller tilstanden den er i (væske, fast, gassformig).
Elektrisk ledningsevne er det motsatte av resistivitet, det vil si motstanden mot passering av elektrisitet av materialer. Det er da gode materialer og dårlige elektrisk ledende materialer, i den grad de er mer eller mindre motstandsdyktige.
Symbolet for å representere ledningsevne er den greske bokstaven sigma (σ) og dens enhet av mål er siemens per meter (S/m) eller 𝛀-1⋅ m-1. For sin beregning, forestillingene om elektrisk felt (E) og ledningsstrømtetthet (J), som følger:
J = σE, hvorfra: σ = J / E
Ledningsevnen varierer avhengig av når det gjelder. I flytende medier, for eksempel, vil det avhenge av tilstedeværelsen av oppløste salter i dem som genererer ioner positivt eller negativt ladet, og er elektrolyttene som er ansvarlige for å lede elektrisk strøm når væsken blir utsatt for et elektrisk felt.
På den annen side har faste stoffer en mye mer lukket atomstruktur og med mindre bevegelse, så ledningsevnen vil avhenge av skyen av elektroner delt av bandene til Valencia og ledningsbåndet, som varierer i henhold til materiens atomart: den metaller er gode elektriske ledere og ingen metaller, på den annen side, gode motstander (eller isolatorer, som f.eks plast).
Vannledningsevne
De Vann generelt er det en god elektrisk leder. Imidlertid avhenger denne kapasiteten av dens margin for Total Dissolved Solids (TDS), siden tilstedeværelsen av salter og mineraler i vannet danner elektrolytiske ioner som tillater passasje av elektrisk strøm. Beviset på dette er det destillert vann, som er eliminert (ved hjelp av destillasjon og andre metoder) alle ioner er oppløst i den, og den leder ikke elektrisitet.
På denne måten er ledningsevnen til saltvann større enn for ferskvann. Økningen i konduktivitetshastigheten kan registreres når oppløste ioner tilsettes væsken, inntil man når en grense for ionekonsentrasjon der par av ioner dannes, positive med negative, som kansellerer ladningen og hindrer konduktiviteten.
Jords konduktivitet
De jordsmonnGenerelt har de ulik elektrisk ledningsevne, avhengig av ulike faktorer som vanning eller mengden salter de presenterer. Som i tilfellet med vann, vil mer saltholdig jord være bedre elektriske ledere enn mindre saltholdig, og denne forskjellen bestemmes ofte av mengden vann de mottar (siden vann kan "vaske" salter fra jorda).
Dette nivået av saltholdighet forveksles ofte med jordas sodisitet (tilstedeværelsen av natrium), når saltholdighet i virkeligheten refererer til overfloden av kationer av natrium (Na +), kalium (K +), kalsium (Ca2 +) og magnesium (Mg2+), sammen med kationene av klor (Cl–), sulfat (SO42-), bikarbonat (HCO3–) og karbonat (CO32-).
Derfor brukes i mange tilfeller teknikker som vasking (for svært saltholdig jord) eller injeksjon av andre nøytraliserende elementer (som svovel) for helt grunnleggende. Dette kan ofte bestemmes ved elektriske ledningstester.
Metallledningsevne
Metaller er generelt utmerkede elektriske ledere. Dette er fordi atomer av denne typen materiale kombineres ved dannelse av metallkoblinger. I metaller forblir elektroner rundt metallet som en sky, og beveger seg rundt tett bundne atomkjerner, og det er de som tillater elektrisk strømning.
Når metall påføres et elektrisk felt, strømmer elektroner fritt fra den ene enden av metallet til den andre, akkurat som det gjør med metallet. varme, som begge er gode sendere av. Det er derfor kobber og andre metaller i kraftledninger og elektroniske enheter. Følgende figur viser skjematisk strømmen av elektroner (i rødt) når et elektrisk felt påføres et metall: