Vysvětlíme, co je elektrická vodivost a na základě čeho se liší. Elektrické vedení kovů, vody a půdy.
Co je elektrická vodivost?
Elektrická vodivost je kapacita hmota umožnit tok elektrický proud prostřednictvím jejich částice. Tato kapacita přímo závisí na atomové a molekulární struktuře materiálu, stejně jako na dalších fyzikálních faktorech, jako je např teplota ve kterém je nebo v jakém stavu se nachází (kapalný, pevný, plynný).
Elektrická vodivost je opakem měrného odporu, tedy odporu proti průchodu elektřina z materiálů. Pak existují dobré materiály a špatné elektricky vodivé materiály, pokud jsou více či méně odolné.
Symbol znázorňující vodivost je řecké písmeno sigma (σ) a jeho jednotka měření je siemens na metr (S/m) nebo 𝛀-1⋅ m-1. Pro jeho výpočet jsou představy o elektrické pole (E) a hustota konduktivního proudu (J):
J = σE, odkud: σ = J / E
Vodivost se liší v závislosti na stav hmoty. Například v kapalných médiích bude záviset na přítomnosti rozpuštěných solí, které se v nich vytvářejí ionty kladně nebo záporně nabité a jsou to elektrolyty odpovědné za vedení elektrického proudu, když je kapalina vystavena elektrickému poli.
Na druhou stranu pevné látky mají mnohem uzavřenější atomovou strukturu a méně hnutí, takže vodivost bude záviset na oblaku elektrony sdílené kapelami Valencie a vodivostní pás, který se mění podle atomové povahy hmoty: kovy jsou dobré elektrické vodiče a žádné kovy, na druhé straně dobré odpory (nebo izolátory, jako např plastický).
Vodivost vody
The Voda obecně je to dobrý elektrický vodič. Tato kapacita však závisí na jejím rozpětí Total Dissolved Solids (TDS), protože přítomnost solí a minerálů ve vodě tvoří elektrolytické ionty, které umožňují průchod elektrického proudu. Důkazem toho je to destilovaná voda, které jsou eliminovány (pomocí destilace a další metody) všechny ionty se v něm rozpustí a nevede elektřinu.
Tímto způsobem je vodivost slané vody větší než vodivost sladké vody. Zvýšení rychlosti vodivosti lze zaznamenat při přidávání rozpuštěných iontů do kapaliny až do dosažení hranice iontové koncentrace, ve které se tvoří páry iontů, kladné a záporné, které ruší svůj náboj a zabraňují vodivosti.
Vodivost půdy
The půdyObecně mají různou elektrickou vodivost v závislosti na různých faktorech, jako je zavlažování vodou nebo množství solí, které obsahují. Stejně jako v případě vody budou více zasolené půdy lepšími elektrickými vodiči než méně zasolené a toto rozlišení je často určeno množstvím vody, které přijmou (protože voda dokáže „smýt“ soli z půdy).
Tato úroveň salinity je často zaměňována se sodicitou půdy (přítomností sodíku), přičemž ve skutečnosti slanost odkazuje na množství kationtů sodíku (Na +), draslíku (K +), vápníku (Ca2 +) a hořčík (Mg2 +), spolu s kationty chloru (Cl–), síranu (SO42-), hydrogenuhličitanu (HCO3–) a uhličitanu (CO32-).
V mnoha případech se tedy pro velmi základní půdy používají techniky, jako je promývání (u velmi zasolených půd) nebo vstřikování jiných neutralizačních prvků (jako je síra). To lze často určit testy elektrické vodivosti.
Kovová vodivost
Kovy jsou obecně vynikajícími elektrickými vodiči. To je proto, že atomy tohoto typu materiálu jsou kombinovány tvorbou kovové články. V kovech zůstávají elektrony kolem kovu jako mrak, pohybují se kolem pevně vázaných atomových jader a právě ony umožňují elektrický tok.
Když je kov aplikován na elektrické pole, elektrony volně proudí z jednoho konce kovu na druhý, stejně jako to dělá s kovem. teplo, z nichž oba jsou dobrými vysílači. To je důvod, proč měď a další kovy v elektrických vedeních a elektronických zařízeních. Následující obrázek schematicky znázorňuje tok elektrony (červeně), když na kov působí elektrické pole: