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中瑞祥 電導率介紹

時間:2019/12/26閱讀:1244
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 電導率,物理學概念,也可以稱為導電率。在介質中該量與電場強度E之積等于傳導電流密度J。對于各向異性介質,電導率是張量。生態學中,電導率是以數字表示的溶液傳導電流的能力。
解釋

電導率(conductivity)是用來描述物質中電荷流動難易程度的參數。在公式中,電導率用希臘字母κ來表示。電導率σ單位是西門子/米(簡寫做S/m),為電阻率ρ的倒數,即σ=1/ρ。

 

當1安培(1 A)電流通過物體的橫截面并存在1伏(1 V)電壓時,物體的電導就是1 S。西門子實際上等效于1安培/伏。如果σ是電導(單位西門子),I是電流(單位安培),E是電壓(單位伏),則:

 

σ = I/E

 

通常,當電壓保持不變時,這種直流電電路中的電流與電導成比例關系。如果電導加倍,則電流也加倍;如果電導減少到它初始值的1/10,電流也會變為原來的1/10。這個規則也適用于許多低頻率的交流電系統。在些交流電電路中,尤其是在電路中,情況就變得非常復雜,因為這些系統中的組件會存儲和釋放能量。

 

電導和電阻也有關系,如果R是個組件和設備的電阻(單位歐姆Ω),電導為G(單位西門子S),則:G = 1/R[1] 。

影響因素

溫度

電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的升而減小。半導體的電導率隨著溫度的升而增加。在段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要物質在不同溫度狀況的電導率,設定個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率。

 

 

各向異性

有些物質會有各向異性(anisotropy) 的電導率,需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,二階張量,通常是對稱的)。

測量方法

電導率的測量通常是溶液的電導率測量。固體導體的電阻率可以通過歐姆定律和電阻定律測量。電解質溶液電導率的測量般采用交流信號作用于電導池的兩電板,由測量到的電導池常數K和兩電板之間的電導G而求得電導率σ。

 

電導率測量中很早采用的是交流電橋法,它直接測量到的是電導值。常用的儀器設置有常數調節器、溫度系數調節器和自動溫度補償器,在次儀表分由電導池和溫度傳感器組成,可以直接測量電解質溶液電導率。

 

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