Konduktanz: Was ist das? (Definition, Einheiten & Formel)

Was ist Leitwert?

Der Leitwert (auch als elektrischer Leitwert bezeichnet) ist definiert als das Potenzial einer Substanz, Elektrizität zu leiten. Die Leitfähigkeit ist das Maß dafür, wie leicht elektrischer Strom (d. h. Ladungsfluss) durch ein Material fließen kann. Der Leitwert ist der Kehrwert (oder Kehrwert) des elektrischen Widerstands, dargestellt als 1/R.

Um den Leitwert besser zu verstehen, muss man sich den Widerstand eines Objekts vor Augen führen. In einem qualitativen Sinne sagt der Widerstand aus, wie schwer es für einen elektrischen Strom ist, zu fließen. Der Widerstand zwischen zwei Punkten kann im quantitativen Sinne als die Spannungsdifferenz definiert werden, die erforderlich ist, um einen Einheitsstrom über die beiden angegebenen Punkte zu leiten.

Der Widerstand eines Objekts wird als das Verhältnis zwischen der Spannung über einem Gegenstand und dem durch ihn fließenden Strom dargestellt. Der Widerstand wird in Ohm gemessen. Der Leitwert eines Bauteils gibt an, wie schnell Strom durch das Bauteil fließen kann. Der Leitwert wird in Siemens (S) gemessen.

Leitwertformel und Maßeinheiten

In der Elektronik ist der Leitwert ein Maß für den Strom, der bei einer bestimmten angelegten Spannung von einem Schaltkreis erzeugt wird. Um die Formel zu definieren, müssen wir das Ohmsche Gesetz anwenden, das besagt, dass R wie folgt berechnet werden kann:

(1)

Das Wort Leitfähigkeit ist das Gegenteil dieses Ausdrucks. Sie wird als Verhältnis von Strom zu Spannung ausgedrückt.

(2)

Die Leitfähigkeit wird als G ausgedrückt und die Maßeinheit war „mho“. Später, nach einigen Jahren, ersetzten Forscher die Einheit durch „Siemens“, das mit dem Buchstaben S bezeichnet wurde. Wenn man Widerstand und Leitwert gegenüberstellt, ist der Leitwert der Kehrwert des Widerstands (d.h. 1/Widerstand), wie unten gezeigt:

(3)

Wie berechnet man den Leitwert?

Der Leitwert kann mit Hilfe des Widerstands, des Stroms, der Spannung und der Leitfähigkeit berechnet werden.

Bestimmen Sie beispielsweise für ein bestimmtes Schaltungselement, das einen Widerstand von hat, den Leitwert. Wir wissen

(4)

Wenn man den Wert des gegebenen R und den Wert des Leitwerts einsetzt, erhält man

Das nächste Beispiel ist ein elektrischer Stromkreis, in dem ein 5V-Eingang einen Strom von 0,3A in einer Drahtlänge erzeugt. Nach dem Ohmschen Gesetz ist V=IR, woraus sich der Widerstand wie folgt berechnen lässt

(5)

Der Leitwert ist der Kehrwert des Widerstands. Also,

(6)

(7)

Setzt man die Werte von i und v ein, kann man den Wert des Leitwertes als 0,06 Siemens ableiten

Der Leitwert kann aus der Leitfähigkeit berechnet werden. Angenommen, ein Draht mit einem runden Querschnitt mit Radius r und Länge L ist gegeben und der spezifische Widerstand des Drahtmaterials ist bekannt, dann kann der Leitwert G des Drahtes bestimmt werden. Die Beziehung zwischen G und ist

(8)

wobei

Bei einem Eisenstab mit einem Radius von 0,001 m und einer Länge von 0,1 m kann man den Leitwert des Stabes berechnen. Nehmen wir an, Eisen ist Siemens/m. Die Fläche wird mit als berechnet. Nach einer weiteren Substitution ergibt sich ein Leitwert von 324 Siemens.

Leitfähigkeit

Die Leitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Energie zu übertragen und ist eine der charakteristischen Eigenschaften, die zur Beschreibung der elektromagnetischen Eigenschaften von Materialien verwendet wird. Sie quantifiziert die Wirkung von Materie auf den Stromfluss in Reaktion auf ein elektrisches Feld. Er wird auch als eine Materialeigenschaft verstanden, die die Dichte des leitenden Stroms als Reaktion auf ein angelegtes elektrisches Feld bestimmt. Der Leitwert eines Leiters hängt von mehreren Faktoren ab, unter anderem von seiner Form, seinen Abmessungen und der Materialeigenschaft, die Leitfähigkeit genannt wird.

Die Leitfähigkeit wird als ausgedrückt und in Siemens pro Meter gemessen. Das Gegenteil von Widerstand ist Leitfähigkeit. Da der Widerstand das Gegenteil des Stromflusses ist, ist die Leitfähigkeit die Menge an Strom, die ein Material durchlassen kann. So ist beispielsweise ein Material mit geringem Widerstand hoch leitfähig und umgekehrt. Die Leitfähigkeit wird auch als spezifischer Leitwert bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Leitfähigkeit, nämlich elektrische, thermische, ionische und akustische Leitfähigkeit.

Leitfähigkeit vs. Leitwert

Der Grad, zu dem ein bestimmtes Material Elektrizität leitet, wird als Leitfähigkeit bezeichnet. Sie wird berechnet als das Verhältnis der Stromdichte im Material zum elektrischen Feld, das den Stromfluss erzeugt. Sie berechnet die Energiemenge, die tatsächlich durch ein System fließen kann, wie im elektrischen Stromkreis. Die Fähigkeit eines Objekts, Wärme, Schall oder Elektrizität zu übertragen, wird als Leitfähigkeit bezeichnet.

Die Leitfähigkeit gibt an, in welchem Maße ein Objekt Elektrizität leitet, ausgedrückt in der Einheit Siemens. Er wird gemessen als das Verhältnis des fließenden Stroms zur vorhandenen Potentialdifferenz. Er ist abhängig von den Abmessungen des Leiters. Die Leitfähigkeit bezieht sich auf die Energiemenge, die durch ein Material oder eine Substanz übertragen wird.

Anwendungen der Messung der elektrischen Leitfähigkeit

Elektrische Leitfähigkeit und Landwirtschaft

Die Kenntnis der elektrischen Leitfähigkeit des Bodens ist für die Gesundheit und das Wachstum der Pflanzen in der Landwirtschaft äußerst wichtig. Landwirte und Züchter sind oft mit der Überwachung von Phosphaten, Nitraten, Kalzium und Kalium im Boden beschäftigt, da diese Nährstoffe für ein erfolgreiches Pflanzenwachstum unerlässlich sind.

Die Überprüfung der elektrischen Leitfähigkeit (EC) des Bodens hilft den Landwirten, den Überblick über alle Nährstoffe im Boden zu behalten. Die EC kann die Anzahl der Nährstoffe im Boden anzeigen und den Landwirten helfen festzustellen, ob ihr Boden mehr Nährstoffe benötigt oder ob zu viele Nährstoffe vorhanden sind. Der Einsatz von Sensoren zur Bewertung der scheinbaren elektrischen Leitfähigkeit (EC) des Bodens bietet eine Möglichkeit, diese Einschränkungen zu überwinden.

Elektrische Leitfähigkeit und Wasseraufbereitung

Die elektrische Leitfähigkeit (EC) spielt bei verschiedenen Anwendungen der Wasserqualität eine wichtige Rolle. Bei der Abwasserbehandlung wird die elektrische Leitfähigkeit gemessen, um sicherzustellen, dass der Salzgehalt des Abwassers mit dem des Gewässers, in das es eingeleitet wird, übereinstimmt. Die Freisetzung von Wasser mit extrem hohem oder niedrigem Salzgehalt kann sich negativ auf die Gesundheit von Wasserlebewesen auswirken.

Elektrische Leitfähigkeit und Galvanikbad

Die Leitfähigkeit kann sich auch auf galvanisierte Gewässer auswirken und wird häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Schmuckindustrie überprüft. Metallspülbäder werden auch verwendet, um Chemikalienreste von galvanisierten Gegenständen zu entfernen. In diesem Fall helfen Gegenstromspülungen, das anfallende Abwasser zu verringern.

Die Messung der Leitfähigkeit des Galvanisierungsprozesses an diesem Punkt entscheidet, ob mehr Wasser benötigt wird und eingespült werden muss. Die Messung der Leitfähigkeit kann verwendet werden, um nützliche branchenspezifische Messwerte wie den Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) und den Salzgehalt zu ermitteln

.