Conductancia: ¿Qué es? (Definición, unidades y fórmula)

¿Qué es la conductancia?

La conductancia (también conocida como conductancia eléctrica) se define como el potencial de una sustancia para conducir la electricidad. La conductancia es la medida de la facilidad con la que la corriente eléctrica (es decir, el flujo de carga) puede pasar a través de un material. La conductancia es la inversa (o recíproca) de la resistencia eléctrica, representada como 1/R.

Para entender mejor la conductancia, hay que recordar la resistencia de un objeto. En un sentido cualitativo, la resistencia nos indica la dificultad de paso de una corriente eléctrica. La resistencia entre dos puntos puede definirse en sentido cuantitativo como la diferencia de voltaje que se necesita para transportar una corriente unitaria a través de los dos puntos especificados.

La resistencia de un objeto se representa como la relación entre el voltaje a través de algo y la corriente que pasa por él. La resistencia se mide en Ohms. La conductancia de un componente es la determinación de la rapidez con la que la corriente puede fluir dentro del componente. La conductancia se mide en Siemens (S).

Fórmula de la conductancia y unidades de medida

En electrónica, la conductancia es una medida de la corriente generada para un determinado voltaje aplicado por un dispositivo de circuito. Típicamente denotada por la letra G, la conductancia es el recíproco de la resistencia, R. Para definir la fórmula, necesitamos aplicar la ley de Ohm que establece que a partir de la cual R puede calcularse como

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La palabra conductancia es lo contrario de esta expresión. Se expresa como una relación entre la corriente y la tensión.

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La conductancia se expresa como G y la unidad de medida era «mho». Más tarde, al cabo de unos años, los investigadores sustituyeron la unidad por «Siemens», que se indicaba con la letra S. Al observar la resistencia frente a la conductancia, ésta es la inversa de la resistencia (es decir, 1/resistencia), como se muestra a continuación:

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¿Cómo calcular la conductancia?

La conductancia se puede calcular con la ayuda de la resistencia, la corriente, la tensión y la conductividad.

Por ejemplo, para un elemento del circuito particular que tiene una resistencia de , determinar el valor de la conductancia. Sabemos

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Al sustituir el valor de R dado y el valor de la conductancia se puede obtener como

El siguiente ejemplo es un circuito eléctrico, en el que una entrada de 5V genera una corriente de 0,3A en una longitud de cable. Según la ley de Ohm V=IR de la que se puede calcular la resistencia como

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La conductancia es recíproca de la resistencia. Así,

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Al sustituir los valores de i y v, se puede obtener el valor de la conductancia como 0,06 Siemens

La conductancia se puede calcular a partir de la conductividad. Supongamos que se da un cable con una sección redonda de radio r y longitud L con un valor conocido de resistividad del material del cable, se puede determinar la conductancia G del cable. La relación entre G y es

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donde

Por ejemplo, si se tiene una varilla de hierro con un radio de 0,001 metros y una longitud de 0,1 metros, calcular la conductancia de la varilla. Supongamos que del hierro es Siemens/m. El área se calcula utilizando como . Al hacer una nueva sustitución, se encuentra que la conductancia es de 324 Siemens.

Conductividad

La conductividad atribuye a la capacidad de un material para transferir energía y es una de las propiedades características que se utiliza para describir las propiedades electromagnéticas de los materiales. Cuantifica el efecto de la materia sobre el flujo de corriente en respuesta a un campo eléctrico. También se entiende como una propiedad del material que determina la densidad de la corriente conductora en respuesta a un campo eléctrico aplicado. La conductancia de un conductor depende de varios factores, como su forma, sus dimensiones y la propiedad del material denominada conductividad.

La conductividad se expresa como y se mide como Siemens por metro. Lo contrario de la resistencia es la conductividad. Dado que la resistencia es lo contrario del flujo de corriente, la conductancia es la cantidad de corriente que puede transportar un material. Por ejemplo, un material de baja resistencia es altamente conductor y viceversa. La conductividad también se conoce como conductancia específica. Existen diferentes tipos de conductividad: eléctrica, térmica, iónica y acústica.

Conductividad vs Conductancia

El grado en que un determinado material conduce la electricidad se conoce como conductividad. Se calcula como la relación entre la densidad de corriente en el material y el campo eléctrico que produce el flujo de corriente. Calcula la cantidad de energía que puede moverse realmente a través de un sistema como en el circuito eléctrico. La capacidad de un objeto para transmitir el calor, el sonido o la electricidad se conoce como conductividad.

La conductividad indica en qué medida un objeto conduce la electricidad, expresada en unidades de Siemens. Se mide como la relación entre la corriente que fluye y la diferencia de potencial existente. Depende de las dimensiones del conductor. La conductancia se refiere a la cantidad de energía que se transmite a través de un material o sustancia.

Aplicaciones de la medición de la conductividad eléctrica

Conductividad eléctrica y agricultura

Conocer la conductividad eléctrica del suelo es extremadamente importante para la salud y el crecimiento de los cultivos cuando se trata de la industria agrícola. Los agricultores, así como los cultivadores, a menudo se preocupan por controlar los fosfatos, los nitratos, el calcio y el potasio del suelo porque estos nutrientes son esenciales para el crecimiento exitoso de las plantas.

Comprobar la conductividad eléctrica del suelo (CE) ayudará a los cultivadores a realizar un seguimiento de todos los nutrientes de su suelo. La CE puede indicar el número de nutrientes en el suelo y ayudar a los agricultores a determinar si su suelo necesita más nutrientes o si hay demasiados. El uso de sensores para evaluar la conductividad eléctrica aparente del suelo (CE) proporciona una forma de superar estas limitaciones.

Conductividad eléctrica y tratamiento del agua

La conductividad eléctrica (CE) desempeña un papel importante en diferentes aplicaciones de la calidad del agua. En el tratamiento de aguas residuales, la CE se evalúa para garantizar que la salinidad de las aguas residuales salientes sea igual a la de la masa de agua a la que se vierte. El vertido de agua que tiene una salinidad extremadamente alta o baja puede afectar negativamente a la salud de la vida acuática.

Conductividad eléctrica y baño de galvanoplastia

La conductividad también puede afectar a las aguas galvanizadas y es una comprobación común en industrias como la aeroespacial, la automoción y la joyería. Los baños de enjuague de metales también se utilizan para extraer los productos químicos residuales de los artículos chapados. Cuando esto ocurre, los enjuagues a contracorriente ayudan a mitigar las aguas residuales producidas.

La medición de la conductividad del proceso de chapado en este punto decide si se necesita más agua y si hay que introducirla. Las mediciones de la conductividad pueden utilizarse para proporcionar mediciones útiles específicas de la industria, como los sólidos disueltos totales (TDS) y la salinidad