elektrisk ledningsförmåga

kemi

2022

Vi förklarar vad elektrisk ledningsförmåga är och utifrån vad den varierar. Elektrisk ledning av metaller, vatten och jord.

Konduktiviteten varierar beroende på materiens tillstånd.

Vad är elektrisk ledningsförmåga?

Elektrisk ledningsförmåga är kapaciteten hos materia för att tillåta flödet av elektrisk ström genom deras partiklar. Denna kapacitet beror direkt på materialets atomära och molekylära struktur, såväl som andra fysikaliska faktorer som t.ex. temperatur till vilken den är eller tillståndet den är i (flytande, fast, gasformig).

Elektrisk ledningsförmåga är motsatsen till resistivitet, det vill säga motståndet mot passage av elektricitet av material. Det finns då bra material och dåligt elektriskt ledande material, i den mån de är mer eller mindre resistenta.

Symbolen för att representera konduktivitet är den grekiska bokstaven sigma (σ) och dess enhet av mått är siemens per meter (S/m) eller 𝛀-1⋅ m-1. För sin beräkning, föreställningarna om elektriskt fält (E) och ledningsströmtäthet (J), enligt följande:

J = σE, varifrån: σ = J / E

Konduktiviteten varierar beroende på materiens tillstånd. I flytande media, till exempel, kommer det att bero på närvaron av lösta salter i dem som genererar joner positivt eller negativt laddade, och är de elektrolyter som är ansvariga för att leda elektrisk ström när vätskan utsätts för ett elektriskt fält.

Å andra sidan har fasta ämnen en mycket mer sluten atomstruktur och med mindre rörelse, så konduktiviteten kommer att bero på molnet av elektroner delas av banden i Valencia och ledningsbandet, som varierar beroende på materiens atomära natur: den metaller är bra elektriska ledare och inga metaller, å andra sidan, bra motstånd (eller isolatorer, som t.ex plast).

Vattenledningsförmåga

De Vatten i allmänhet är det en bra elektrisk ledare. Denna kapacitet beror dock på dess marginal av totala lösta fasta ämnen (TDS), eftersom närvaron av salter och mineraler i vattnet bildar de elektrolytiska joner som tillåter passage av elektrisk ström. Bevis på detta är det destillerat vatten, som elimineras (med destillering och andra metoder) alla joner lösta i den, och den leder inte elektricitet.

På så sätt är ledningsförmågan hos saltvatten större än för sötvatten. Ökningen av konduktivitetshastigheten kan registreras när lösta joner tillsätts till vätskan, tills man når en gräns för jonkoncentrationen där jonpar bildas, positiva med negativa, som avbryter sin laddning och förhindrar konduktiviteten.

Jordens ledningsförmåga

Mer salthaltiga jordar blir bättre elektriska ledare.

De jordarI allmänhet har de olika elektrisk ledningsförmåga, beroende på olika faktorer såsom bevattning av vatten eller mängden salter de presenterar. Liksom i fallet med vatten kommer mer salthaltiga jordar att vara bättre elektriska ledare än mindre salthaltiga, och denna skillnad bestäms ofta av mängden vatten de får (eftersom vatten kan "tvätta" salter från jorden).

Denna nivå av salthalt förväxlas ofta med jordens sodicitet (närvaro av natrium), när salthalten i själva verket hänvisar till mängden katjoner av natrium (Na +), kalium (K +), kalcium (Ca2 +) och magnesium (Mg2+), tillsammans med katjonerna av klor (Cl–), sulfat (SO42-), bikarbonat (HCO3–) och karbonat (CO32-).

Således används i många fall tekniker som tvättning (för mycket salthaltiga jordar) eller injektion av andra neutraliserande ämnen (som svavel) för mycket grundläggande. Detta kan ofta fastställas genom elektriska ledningstester.

Metallledningsförmåga

Metaller är i allmänhet utmärkta elektriska ledare. Det här är för att atomer av denna typ av material kombineras genom bildning av metalllänkar. I metaller förblir elektroner runt metallen som ett moln och rör sig runt tätt bundna atomkärnor, och det är de som tillåter elektriskt flöde.

När metall appliceras på ett elektriskt fält flyter elektroner fritt från ena änden av metallen till den andra, precis som det gör med metallen. värme, av vilka de båda är bra sändare. Det är därför koppar och andra metaller i kraftledningar och elektroniska apparater. Följande figur visar schematiskt flödet av elektroner (i rött) när ett elektriskt fält appliceras på en metall:

!-- GDPR -->