Elektriksel iletkenliğin ne olduğunu ve neye göre değiştiğini açıklıyoruz. Metallerin, suyun ve toprağın elektriksel iletimi.
Elektriksel iletkenlik nedir?
Elektriksel iletkenlik, cihazın kapasitesidir. konu akışına izin vermek elektrik akımı Onların aracılığıyla parçacıklar. Bu kapasite, doğrudan malzemenin atomik ve moleküler yapısına ve ayrıca malzeme gibi diğer fiziksel faktörlere bağlıdır. hava sıcaklığı bulunduğu veya bulunduğu durum (sıvı, sağlam, gazlı).
Elektriksel iletkenlik, özdirencin, yani geçişe karşı direncin tersidir. elektrik arasında malzemeler. Az ya da çok dirençli oldukları sürece iyi malzemeler ve kötü elektriksel iletken malzemeler vardır.
İletkenliği temsil eden sembol, Yunanca sigma harfidir (σ) ve birimi ölçüm metre başına siemens (S/m) veya 𝛀-1⋅ m-1'dir. Hesaplaması için, kavramları Elektrik alanı (E) ve iletim akımı yoğunluğu (J), aşağıdaki gibidir:
J = σE, nereden: σ = J / E
İletkenlik bağlı olarak değişir Maddenin durumu. Örneğin sıvı ortamlarda, bu, içlerindeki çözünmüş tuzların varlığına bağlı olacaktır. iyonlar pozitif veya negatif yüklüdür ve sıvı bir elektrik alanına maruz kaldığında elektrik akımı iletmekten sorumlu elektrolitlerdir.
Öte yandan, katılar çok daha kapalı bir atomik yapıya sahiptir ve daha az hareket, bu nedenle iletkenlik buluta bağlı olacaktır. elektronlar grupları tarafından paylaşılan Valensiya ve maddenin atomik yapısına göre değişen iletim bandı: metaller iyi elektrik iletkenleridir ve metal yokÖte yandan, iyi dirençler (veya yalıtkanlar, örneğin plastik).
Su iletkenliği
bu Suçlu genel olarak, iyi bir elektrik iletkenidir. Ancak, sudaki tuz ve minerallerin varlığı elektrik akımının geçişine izin veren elektrolitik iyonları oluşturduğundan, bu kapasite Toplam Çözünmüş Katılar (TDS) marjına bağlıdır. Bunun kanıtı şudur arıtılmış su, ortadan kaldırılanlar (kullanarak damıtma ve diğer yöntemler) içinde tüm iyonlar çözülür ve elektriği iletmez.
Bu şekilde tuzlu suyun iletkenliği tatlı suya göre daha fazladır. İletkenlik oranındaki artış, sıvıya çözünmüş iyonlar eklendiğinde, pozitif ve negatif, yüklerini iptal eden ve iletkenliği önleyen iyon çiftlerinin oluşturulduğu bir iyonik konsantrasyon sınırına ulaşana kadar kaydedilebilir.
toprak iletkenliği
bu topraklarGenel olarak, su ile sulama veya içerdikleri tuz miktarı gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak farklı elektriksel iletkenliğe sahiptirler. Su durumunda olduğu gibi, daha fazla tuzlu toprak, daha az tuzlu olanlardan daha iyi elektrik iletkeni olacaktır ve bu ayrım genellikle aldıkları su miktarına göre belirlenir (çünkü su, topraktaki tuzları "yıkayabilir").
Bu tuzluluk seviyesi, gerçekte tuzluluk, sodyum (Na +), potasyum (K +), kalsiyum (Ca2 +) ve magnezyum (Mg2 +), klor (Cl–), sülfat (SO42-), bikarbonat (HCO3–) ve karbonat (CO32-) katyonlarıyla birlikte.
Bu nedenle, birçok durumda yıkama (çok tuzlu topraklar için) veya çok temel olanlar için diğer nötralize edici elementlerin (kükürt gibi) enjeksiyonu gibi teknikler kullanılır. Bu genellikle elektriksel iletim testleri ile belirlenebilir.
metal iletkenliği
Metaller genellikle mükemmel elektrik iletkenleridir. Bunun nedeni ise atomlar Bu tür malzemelerin oluşumu ile birleştirilir metal bağlantılar. Metallerde elektronlar metalin etrafında bir bulut gibi kalır, sıkıca bağlı atom çekirdekleri etrafında hareket eder ve elektrik akışına izin veren onlardır.
Metal bir elektrik alanına uygulandığında, elektronlar metalde olduğu gibi metalin bir ucundan diğerine serbestçe akar. sıcaklık, ikisi de iyi vericilerdir. bu yüzden bakır ve elektrik hatlarındaki ve elektronik cihazlardaki diğer metaller. Aşağıdaki şekil şematik olarak akışını temsil etmektedir. elektronlar (kırmızı) bir metale bir elektrik alanı uygulandığında: