Какво е електрическа проводимост и нейното извличане

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Първият човек, експериментирал с електрическа проводимост, е Стивън Грей. Той е английски бояджия и астроном. Той е роден в Англия през декември 1666 г. и умира в Лондон на 7 февруари 1736 г. Бенджамин Франклин, Алесандро Волта, Георг Симон Ом , Андре Марин Ампер, Джоузеф Джон Томсън са други учени, които са наблюдавали процеса на електропроводимост, използвайки различни видове метали в своите експерименти. В по-ранните дни хората са използвали въглища за производство на електроенергия в индустрии, домове, кораби, двигатели, железни кутии и др. Тази статия разглежда общ преглед на електропроводимостта.

Какво е електрическа проводимост?

Електрическата проводимост се дефинира като един вид проводимост, която има способността на веществото или материалите да провеждат електричество в определена област, можем да го наречем също като проводимост или електролитна проводимост или проводимост или EC. Символът на електрическата проводимост е представен със сигма (σ).




Когато в разтвора присъстват йони, тогава само веществата предават електричество. Йоните се определят като частица, която носи положителни (+) или отрицателни (-) заряди в разтвора. Измерва се с EC метър. Единица за проводимост: Единицата за проводимост SI е Siemen’s на метър (s / m), която е изобретена от Werner Von Siemens и Johann Georg Halske.

Преглед на електрическата проводимост

Електрическата проводимост е процесът, който провежда електричество с помощта на различни метали. Устройствата, които са електрически преобразуватели електрическа енергия в други енергии. Електрическите устройства консумират повече енергия за провеждане на ток и работят само при високо напрежение. Някои от електрическите устройства са бойлери, телевизори, микровълнова фурна, сешоари, мелнички, прахосмукачки, вентилатори, хладилник и др.



Понастоящем ние получаваме електричество с помощта на различни видове метали като сребро, алуминий, злато, вода, месинг, калай, олово, живак, графит, мед, стомана, желязо, морска вода, лимонов сок, бетон и т.н. проводници които провеждат електричество. Някои от лошите проводници са стъкло, хартия, дърво, мед, пластмаса, гума, въздух, сяра, газове, масла, диаманти и др., Които не провеждат електричество.

Материалите са два вида, те са метали и неметали. The електрическа проводимост на металите са металите са добри проводници, които провеждат електричество, а неметалите са лоши проводници, които не провеждат електричество.


видове материали

видове материали

EC метър

EC метърът се използва за измерване на електрическата проводимост на водата, за да се провери чистотата на водата. Състои се от квадратна вълна от 24 kHz генератор , датчик за платинена сонда, I-V преобразувател, токоизправител, филтър, IoT модул, Atmega 328 микроконтролер , и температурен сензор . Блоковата схема на EC метъра е показана по-долу:

ec-метър-блок-диаграма

ec-метър-блок-диаграма

  • Генератор на квадратни вълни: Генераторът на квадратни вълни генерира само цифрови сигнали в квадратна форма на вълната, тъй като нивата на амплитуда са крайни.
  • Платинен сензор за сонда: Изходът на генератора с квадратни вълни се дава като вход към сензорната сонда, която е съставена от платина. Това е устройство, което се използва за откриване на промени в околната среда.
  • I – V Converter: Използва се за производство на напрежение (v), което е пропорционално на дадения ток (i).
  • Изправител: Изправителят е електрическо устройство, което преобразува променлив ток (променлив ток) в постоянен ток (постоянен ток).
  • Филтър: Това е устройство, което се използва за отстраняване на примеси в течности или газове.
  • IoT модул: Това е малко електронно устройство, вградено в машини и неща. Използва се за изпращане и получаване на данни чрез безжична мрежа.
  • Микроконтролер Atmega328: Това е интегрална схема (интегрална схема) вградени в електронни устройства и размерът му е много малък.
  • Температурен сензор: Това е един тип сензор, който се използва за откриване или усещане на температурата в околната среда и електронните устройства.

Електрическа проводимост на водата

Електрическата проводимост на водата преминава тока, когато добавяме сол, захар или други разтворители, които се разтварят във вода, могат да се разпаднат в йони. Йони са два вида те са положително заредени йони и отрицателно заредени йони. Химикалите или разтворителите, които се разтварят в йони, са известни също като електролити. Водната способност се увеличава от йоните за провеждане на електричество. Проводимостта на водата е висока, когато присъстват повече йони, а проводимостта на водата е ниска, когато има по-малко йони.

Примери за електрическа проводимост

За да тестваме проводимостта на вода, разтворена във вода, се нуждаем от батерия (9v), дестилирана вода, мензура, тел, захар, сода за хляб. The примери за електропроводимост са

Пример 1: Свържете правилно проводниците към батерията и вземете 50 ml дестилирана вода в чаша и поставете проводниците на батерията в чашата, в чашата не се образуват газови мехурчета, тъй като дестилираната вода не провежда електричество.

Пример 2: По същия начин свържете кабелите към батерията правилно и вземете 50 ml вода от чешмата в чаша и вкарайте проводниците на батерията в чашата, в чашата не се образуват газови мехурчета, тъй като водата от чешмата също не води електричество.

Пример 3: По същия начин свържете кабелите към батерията правилно и вземете 50 ml дестилирана вода в чаша и добавете малко сода за хляб и я изплакнете добре, поставете проводниците на батерията в чашата, в чашата ще се образуват газови мехурчета, тъй като содата е добър проводник който провежда електричество.

Уравнение на електрическата проводимост

Както знаем, че Законът на Ом т.е., токът (I) е равен на съотношението на напрежението (V) и съпротивлението (R). Изразява се като

I = V / R ——– eq (1)

Където „Аз“ е Текущо

‘V’ е напрежение

„R“ е съпротивление

Съпротивлението се определя като произведение на съпротивлението и дължината на площта на напречното сечение. Уравнението на съпротивлението се изразява като

R = ρ * L / A ——– екв. (2)

Където „R“ е съпротивление

От уравнение (2) съпротивлението се изразява като

ρ = R * A / L ——– екв. (3)

Където ‘ρ’ Съпротивление

‘L’ е Дължина

Площ на напречното сечение

Проводимостта се определя като реципрочна стойност на съпротивлението и това се изразява като

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Заместването на eq (3) в eq (4) ще получи

σ = 1 / R * A / L

Проводимост (σ) = L / R * A ——– eq (5)

Електрическата проводимост (σ) = L / R * A е получена

Знаем, че силата е равна на

F = Ee ——— eq (6)

F = ma ——— eq (7)

Където „F“ е сила

‘M’ е маса

„А“ е ускорение

приравняването на уравнения (6) и (7) ще получи ускорение

Да = не

a = Ee / m ——— eq (8)

Скоростта на дрейфа се изразява като

V = aτ ———- eq (9)

Заместване на eq (8) в eq (9)

V = Ee / m * τ ——— eq (10)

Общата такса се изразява като

DQ = env Добавяне

DQ / dt = envA

където DQ / dt е равно на I, изразено като

I = envA

I / A = env

Където I / A = J

Плътност на тока (J) = env ——– eq (11)

Заместете eq (10) в eq (11)

J = en * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * E

Където проводимостта (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– eq (13)

Както знаем, че проводимостта е реципрочна на съпротивлението, т.е. σ = 1 / ρ

Заместете σ = 1 / ρ в уравнение (12)

J = E / ρ ——— eq (14)

Където времето за релаксация е дадено като

Време за релаксация (τ) = λ√m / 3KБ.Teq (15)

Замествайки eq (15) в eq (12), получаваме уравнението на проводимостта като

Проводимост (σ) = недвеλ / √m * 3KБ.

The формула за електропроводимост се извежда.

Приложения

Някои важни приложения в индустрията са

  • Пречистване на водата
  • Откриване на течове
  • Почистете на място
  • Откриване на интерфейс
  • Обезсоляване

Предимства

Предимствата на тази проводимост включват следното.

  • Бърз
  • Надеждност
  • Повторяемост
  • Неразрушителен
  • Издръжлив
  • Евтини и т.н.

Електрически проводимост е една от добрите технологии, които използваме в ежедневието си. Както знаем, че по-рано хората са използвали клечки за кибритени клечки, въглища и т.н. за топлинни цели, но сега технологията е разработена. Всяко електрическо устройство се състои от проводници с малки размери. Ето въпроса за вас кой проводник използва в мобилните телефони?