Conduttanza: Che cos’è? (Definizione, unità e formula)

Cos’è la conduttanza?

La conduttanza (conosciuta anche come conduttanza elettrica) è definita come il potenziale di una sostanza di condurre elettricità. La conduttanza è la misura di quanto facilmente la corrente elettrica (cioè il flusso di carica) può passare attraverso un materiale. La conduttanza è l’inverso (o reciproco) della resistenza elettrica, rappresentata come 1/R.

Per comprendere meglio la conduttanza, bisogna ricordare la resistenza di un oggetto. In senso qualitativo, la resistenza ci dice quanto è difficile il passaggio di una corrente elettrica. La resistenza tra due punti può essere definita in senso quantitativo come la differenza di tensione che è necessaria per portare una corrente unitaria attraverso i due punti specificati.

La resistenza di un oggetto è rappresentata come il rapporto tra la tensione attraverso qualcosa e la corrente che lo attraversa. La resistenza si misura in Ohm. La conduttanza di un componente è una determinazione della velocità con cui la corrente può scorrere all’interno del componente. La conduttanza si misura in Siemens (S).

Formula della conduttanza e unità di misura

In elettronica, la conduttanza è una misura della corrente generata per una data tensione applicata da un dispositivo del circuito. Tipicamente indicata con la lettera G, la conduttanza è il reciproco della resistenza, R. Per definire la formula, dobbiamo applicare la legge di Ohm che afferma che da cui R può essere calcolato come

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La parola conduttanza è il contrario di questa espressione. È espressa come rapporto tra corrente e tensione.

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La conduttanza è espressa come G e l’unità di misura era “mho”. Più tardi, dopo alcuni anni, i ricercatori sostituirono l’unità con “Siemens” che era indicata dalla lettera S. Quando si guarda la resistenza contro la conduttanza – la conduttanza è l’inverso della resistenza (cioè 1/resistenza), come mostrato di seguito:

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Come calcolare la conduttanza?

La conduttanza può essere calcolata con l’aiuto della resistenza, della corrente, della tensione e della conduttività.

Ad esempio per un particolare elemento del circuito che ha una resistenza di , determinare il valore della conduttanza. Sappiamo

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Sostituendo il valore di R dato e il valore della conduttanza può essere ottenuto come

L’esempio successivo è un circuito elettrico, in cui un ingresso di 5V genera una corrente di 0,3A in una lunghezza di filo. Secondo la legge di Ohm V=IR da cui la resistenza può essere calcolata come

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La conduttanza è reciproca della resistenza. Quindi,

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Sostituendo i valori di i e v, si può ricavare il valore della conduttanza come 0,06 Siemens

La conduttanza può essere calcolata dalla conduttività. Supponiamo che un filo con una sezione circolare di raggio r e lunghezza L sia dato con un valore di resistività noto del materiale del filo, la conduttanza G del filo può essere determinata. La relazione tra G e è

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dove

Per esempio, se c’è una barra di ferro con un raggio di 0,001 metri e lunghezza 0,1 metri, calcolare la conduttanza della barra. Supponiamo che del ferro sia Siemens/m. L’area è calcolata usando come . Facendo un’ulteriore sostituzione, la conduttanza risulta essere 324 Siemens.

Conducibilità

La conduttività attribuisce alla capacità di un materiale di trasferire energia ed è una delle proprietà caratteristiche che viene utilizzata per descrivere le proprietà elettromagnetiche dei materiali. Quantifica l’effetto della materia sul flusso di corrente in risposta a un campo elettrico. È anche intesa come una proprietà del materiale che determina la densità della corrente conduttiva in risposta a un campo elettrico applicato. La conduttanza di un conduttore dipende da diversi fattori tra cui la sua forma, le dimensioni e la proprietà del materiale chiamata conduttività.

La conduttività è espressa come e misurata come Siemens per metro. L’opposto della resistenza è la conduttività. Poiché la resistenza è l’opposto del flusso di corrente, la conduttività è la quantità di corrente che un materiale può trasportare. Per esempio, un materiale a bassa resistenza è altamente conduttivo e viceversa. La conduttività è anche conosciuta come conduttanza specifica. Ci sono diversi tipi di conduttività: elettrica, termica, ionica e acustica.

Conducibilità vs conduttività

Il grado in cui un dato materiale conduce elettricità è noto come conduttività. Si calcola come il rapporto tra la densità di corrente nel materiale e il campo elettrico che produce il flusso di corrente. Calcola la quantità di energia che può effettivamente muoversi attraverso un sistema come nel circuito elettrico. La capacità di un oggetto di trasmettere calore, suono o elettricità è conosciuta come conduttività.

La conduttività dice in che misura un oggetto conduce l’elettricità, espressa in unità di Siemens. Si misura come il rapporto tra la corrente che scorre e la differenza di potenziale esistente. Dipende dalle dimensioni del conduttore. La conduttanza si riferisce alla quantità di energia trasmessa attraverso un materiale o una sostanza.

Applicazioni della misurazione della conduttività elettrica

Conduttività elettrica e agricoltura

Conoscere la conduttività elettrica del suolo è estremamente importante per la salute e la crescita delle colture quando si tratta dell’industria agricola. Gli agricoltori, così come i coltivatori, sono spesso preoccupati di monitorare i fosfati, i nitrati, il calcio e il potassio del suolo perché questi nutrienti sono essenziali per la crescita delle piante.

Controllare la conducibilità elettrica del suolo (EC) aiuterà i coltivatori a tenere traccia di tutti i nutrienti nel loro terreno. L’EC può indicare il numero di sostanze nutritive nel terreno e aiutare i coltivatori a determinare se il loro terreno ha bisogno di più sostanze nutritive o se ce ne sono troppe. L’uso di sensori per valutare la conducibilità elettrica apparente del suolo (EC) fornisce un modo per superare questi vincoli.

Conducibilità elettrica e trattamento delle acque

La conducibilità elettrica (EC) gioca un ruolo importante in diverse applicazioni della qualità dell’acqua. Nel trattamento delle acque reflue, la CE viene valutata per garantire che la salinità delle acque reflue in uscita sia uguale al corpo d’acqua in cui viene scaricata. Il rilascio di acqua che ha una salinità estremamente alta o bassa può influenzare negativamente la salute della vita acquatica.

Conducibilità elettrica e bagno galvanico

La conducibilità può anche avere un impatto sulle acque galvanizzate ed è un controllo comune in industrie come quella aerospaziale, automobilistica e dei gioielli. I bagni di risciacquo dei metalli sono utilizzati anche per estrarre le sostanze chimiche residue dagli articoli placcati. Quando questo accade, i risciacqui in controcorrente aiutano a mitigare le acque reflue prodotte.

Misurare la conducibilità del processo di placcatura a questo punto decide se è necessaria più acqua e deve essere risciacquata. Le misurazioni della conducibilità possono essere usate per fornire utili misurazioni specifiche dell’industria come i solidi dissolti totali (TDS) e la salinità

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