Електрична спроводливост
Електроспроводливост (специфична електрична спроводливост) е мерата во која еден материјал може да спроведува електрична струја. При поставување на електричен потенцијал низ еден проводник, подвижните полнења течат, создавајќи електрична струја. Спроводливоста σ соодносот помеѓу густината на струјата и силата на електричното поле :
- .
Постојат и материјали каде спроводливоста е анизотропски, каде σ е 3×3 матрица, која е генерално симетрична.
Спроводливоста е реципрочна (обратна) на електричната отпорност и ја има SI единицата сименс на метар (S·m−1) т.е. ако електричното спроведување помеѓу две спротивни страни на 1-метарска коцка материјал е 1 сименс, тогаш елетричната спроводливост на тој материјал е 1 сименс на метар. Електроспроводливоста се изразува преку грчката буква σ, но повремено се користат и κ или γ.
Класификација на материјалите по спроводливост
- Спроводниците како металите имаат висока спроводливост.
- Изолаторите како стаклото или вакуумот имаат ниска спроводливост.
- Спроводливоста на полупроводниците обично е средна, но таа прилично варира под разни услови, како изложување на материјалот на електрични полиња или специфични честоти на светло, и, најважно, со температура.
Некои типични електрични спроводливости
| Електро- спроводливост (S·m−1) | Температура (°C) | Белешки | |
|---|---|---|---|
| Сребро | 63,01 × 106 | 20 | Материјал со највисока ел. спроводливост |
| Бакар | 59,6 × 106 | 20 | |
| Жарен бакар | 58,0 × 106 | 20 | Единица која се користи како стандард за потврдување на легури или калење со алуминиум. |
| Алуминиум | 37,8 × 106 | 20 | |
| Морска вода[1] | 5 | ||
| Питка вода | 0,0005 до 0,05 | ||
| Дејонизирана вода | 5,5 × 10−6 | Се менува во 1,2 × 10−4 кај вода без гасови [2] |
Комплексна спроводливост
За анализирање на спроводливоста на материјали изложени на променливи електрични полиња, потребно е спроводливоста да се третира како комплексен број (или матрица комплексни броеви, во случај на горенаведените анизотропски материјали) наречена адмитивност. Оваа метода наоѓа примена кај електричната импедантна томографија, вид индустриска и медицинска визуелизација. Адмитивноста е збир од реалната компонента нарелена спроводливост и имагинарна компонента наречена сусцептантност. [1] Архивирано на 13 октомври 2010 г.
Зависност од температура
Електроспроводливоста е во голема мера зависна од температурата. Кај металите електроспроводливоста се намалува со зголемување на температурата, додека кај полуспроводниците зголемувањето на температурата знаи зголемена спроводливост. Низ извесен температурен дијапазон, електроспроводливоста може да се воопшти како правопропорционална на температурата. За споредување на мерењата на спроводливост при разни температури, тие треба да се стандардизираат (сведат) на заедничка температура. Оваа зависност често се изразува со нагиб на една графа на температура-спроводливост, и може да се користи:
каде
- σT′ е електроспроводливоста при заедничка температура, T′
- σT е електроспроводливоста при измерена темпаратура, T
- α е нагиб на температурната компензација на материјалот,
- T е измерената температура,
- T′ е заедничката температура.
Нагибот на температурна компензација на највеќето води во природна состојба е околу 2 %/°C, но може да варира помеѓу (1 to 3) %/°C. На овој нагиб влијае и геохемијата, и може лесно да се одреди во лабораторија.
Наводи
Поврзано
- Електрично спроведување - расправа за физичкиот извор на елетричната спроводливост
- Електричен отпор
- Електрична отпорност - обратно од електроспроводливост
- Електромагнетни единици во SI системот
- Топлотна спроводливост