La primera persona que va experimentar la conductivitat elèctrica és Stephen Gray. És un tintorer i astrònom anglès. Va néixer a Anglaterra el desembre de 1666 i va morir a Londres el 7 de febrer de 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson són altres científics que van observar el procés de conductivitat elèctrica utilitzant diferents tipus de metalls en els seus experiments. Els primers dies, la gent utilitzava carbó per produir electricitat en indústries, llars, vaixells, motors, caixes de ferro, etc. Aquest article tracta una visió general de la conductivitat elèctrica.
Què és la conductivitat elèctrica?
La conductivitat elèctrica es defineix com un tipus de conductivitat que té la capacitat de la substància o dels materials de conduir l’electricitat en una àrea definida que també podem anomenar-la conductivitat o conductivitat o conductivitat d’electròlits o EC. El símbol de la conductivitat elèctrica està representat per sigma (σ).
Quan hi ha ions a la solució, només les substàncies transmeten electricitat. Els ions es defineixen com una partícula que porta càrregues positives (+) o negatives (-) a la solució. Es mesura amb el mesurador EC. Unitat de conductivitat: la unitat de conductivitat SI és Siemen’s per metre (s / m), que són inventades per Werner Von Siemens i Johann Georg Halske.
Visió general de la conductivitat elèctrica
La conductivitat elèctrica és el procés que condueix l’electricitat utilitzant diferents metalls. Els dispositius que es converteixen elèctrics energia elèctrica en altres energies. Els dispositius elèctrics consumeixen més energia per a la conducció de corrent i només funcionen en alta tensió. Alguns dels aparells elèctrics són escalfadors d’aigua, televisors, forn de microones, assecadors de cabell, rectificadores, aspiradores, ventiladors, nevera, etc.
Actualment obtenim electricitat utilitzant diferents tipus de metalls, com ara plata, alumini, or, aigua, llautó, estany, plom, mercuri, grafit, coure, acer, ferro, aigua de mar, suc de llimona, formigó, etc. conductors que condueixen electricitat. Alguns dels conductors dolents són el vidre, el paper, la fusta, la mel, el plàstic, el cautxú, l’aire, el sofre, els gasos, els olis, els diamants, etc., que no condueixen electricitat.
Els materials són de dos tipus: són metalls i no metalls. El conductivitat elèctrica dels metalls els metalls són bons conductors que condueixen l’electricitat i els no metalls són conductors dolents que no condueixen l’electricitat.
tipus de materials
Mesurador EC
El mesurador CE s’utilitza per mesurar la conductivitat elèctrica de l’aigua per comprovar la puresa de l’aigua. Consisteix en una ona quadrada de 24 kHz generador , sensor de sonda de platí, convertidor I-V, rectificador, filtre, mòdul IoT, Atmega 328 microcontrolador , i sensor de temperatura . El diagrama de blocs del mesurador EC es mostra a continuació:
diagrama de blocs de metre ec
- Generador d'ona quadrada: El generador d’ones quadrades només genera senyals digitals en forma d’ona quadrada perquè els nivells d’amplitud són finits.
- Sensor de sonda de platí: La sortida del generador d’ones quadrades es dóna com a entrada a la sonda del sensor, que està formada per platí. És un dispositiu que s’utilitza per detectar canvis en l’entorn.
- Convertidor I-V: S'utilitza per produir una tensió (v) que és proporcional al corrent donat (i).
- Rectificador: El rectificador és un dispositiu elèctric que converteix la corrent altern (corrent altern) en corrent continu (corrent continu).
- Filtre: És un dispositiu que s’utilitza per eliminar les impureses en líquids o gasos.
- Mòdul IoT: És un petit dispositiu electrònic incrustat en màquines i coses. S'utilitza per enviar i rebre dades a través d'una xarxa sense fils.
- Microcontrolador Atmega328: És un CI (circuit integrat) incrustats en dispositius electrònics i la seva mida és molt petita.
- Sensor de temperatura: És un tipus de sensor que s’utilitza per detectar o detectar la temperatura de l’entorn i dels dispositius electrònics.
Conductivitat elèctrica de l'aigua
La conductivitat elèctrica de l’aigua passa el corrent quan afegim sal, sucre o qualsevol altre dissolvent que es dissol en l’aigua es pot trencar en ions. Els ions són dos tipus: són ions amb càrrega positiva i ions amb càrrega negativa. Els productes químics o dissolvents que es dissolen en ions també es coneixen com a electròlits. La capacitat de l’aigua augmenta amb ions per conduir electricitat. La conductivitat de l’aigua és alta quan hi ha més ions i la conductivitat de l’aigua és baixa quan hi ha menys ions.
Exemples de conductivitat elèctrica
Per provar la conductivitat de l'aigua dissolta en aigua, necessitem una bateria (9v), aigua destil·lada, vas de precipitats, filferro, sucre, bicarbonat de sodi. El exemples de conductivitat elèctrica són
Exemple 1: Connecteu els cables a la bateria correctament i agafeu 50 ml d’aigua destil·lada en un vas de precipitats i introduïu els cables de la bateria al vas de precipitats; no es formen bombolles de gas al vas perquè l’aigua destil·lada no condueix electricitat.
Exemple 2: De la mateixa manera, connecteu els cables a la bateria correctament i agafeu 50 ml d’aigua de l’aixeta en un vas de precipitats i introduïu els cables de la bateria al vas de precipitats; no es formen bombolles de gas al vas perquè l’aigua de l’aixeta tampoc no condueix electricitat.
Exemple 3: Connecteu els cables a la bateria correctament i agafeu 50 ml d’aigua destil·lada en un vas de precipitats i afegiu-hi bicarbonat de sodi i renteu-lo bé, introduïu els cables de la bateria al vas de precipitats; es formaran bombolles de gas al vas perquè la sosa és un bon conductor. que condueix l’electricitat.
Equació de conductivitat elèctrica
Com sabem que el Llei d’Ohm és a dir, el corrent (I) és igual a la proporció de tensió (V) i resistència (R). S'expressa com
I = V / R ——– eq (1)
On ‘jo’ és actual
‘V’ és Voltatge
‘R’ és Resistència
La resistència es defineix com un producte de resistivitat i longitud per àrea de secció transversal. L'equació de resistència s'expressa com
R=ρ*L/A ——–eq (2)
On ‘R’ és Resistència
A partir de l’eq (2), la resistivitat s’expressa com
ρ = R*A/L ——–eq (3)
On la resistivitat ‘ρ’
'L' és Longitud
Una zona de la secció transversal
La conductivitat es defineix com un recíproc de resistivitat i s’expressa com a
σ = 1 / ρ ——— eq (4)
Si substituïu l’eq (3) per l’eq (4) s’obtindrà
σ = 1 / R * A / L
Conductivitat (σ) = L / R * A ——– eq (5)
Es deriva la conductivitat elèctrica (σ) = L / R * A
Sabem que la força és igual a
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— eq (7)
On ‘F’ és Força
‘M’ és massa
‘A’ és una acceleració
equiparant l’equació (6) i (7) s’obtindrà acceleració
Sí = no
a = Ee / m ——— eq (8)
La velocitat de deriva s’expressa com
V = aτ ———- eq (9)
Substitució de l'equació (8) per l'equació (9)
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
El càrrec total s’expressa com a
DQ = env Afegeix
DQ / dt = envA
on DQ / dt és igual a I, expressat com
I = envA
I / A = env
On I / A = J
Densitat de corrent (J) = env ——– eq (11)
Substitueix l'equació (10) a l'equació (11)
J = a * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
On la conductivitat (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– eq (13)
Com sabem, la conductivitat és recíproca de la resistivitat, és a dir, σ = 1 / ρ
Substituïu σ = 1 / ρ per eq (12)
J = E / ρ ——— eq (14)
On es dóna el temps de relaxació com
Temps de relaxació (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Substituint l’eq (15) per l’eq (12) obtenim l’equació de conductivitat com
Conductivitat (σ) = núm2λ / √m * 3KB* T
El fórmula de conductivitat elèctrica es deriva.
Aplicacions
Hi ha algunes aplicacions importants a les indústries
- Tractament d'aigües
- Detecció de fuites
- Neteja al seu lloc
- Detecció d'interfícies
- Dessalinització
Avantatges
Els avantatges d’aquesta conductivitat són els següents.
- Ràpid
- Fiabilitat
- Repetibilitat
- No destructiu
- Durable
- Barat, etc.
Elèctric conductivitat és una de les bones tecnologies que estem utilitzant en la nostra vida diària. Com sabem, els dies anteriors la gent utilitzava palets de carbó, carbó, etc. amb finalitats de calor, però ara la tecnologia està desenvolupada. Tots els dispositius elèctrics estan formats per conductors de mides petites. Aquí teniu la pregunta del conductor que utilitza als telèfons mòbils?
