Konduktancja: Co to jest? (Definicja, Jednostki i Wzór)

Co to jest przewodność?

Konduktancja (znana również jako przewodność elektryczna) jest definiowana jako potencjał substancji do przewodzenia prądu elektrycznego. Konduktancja jest miarą tego, jak łatwo prąd elektryczny (tj. przepływ ładunku) może przejść przez materiał. Konduktancja jest odwrotnością (lub odwrotnością) oporu elektrycznego, przedstawianego jako 1/R.

Aby lepiej zrozumieć konduktancję, należy przypomnieć sobie opór obiektu. W sensie jakościowym, opór mówi nam, jak trudno jest przepłynąć prąd elektryczny. Opór między dwoma punktami może być zdefiniowany w sensie ilościowym jako różnica w napięciu, które jest potrzebne do przeniesienia jednostkowego prądu przez dwa określone punkty.

Opór obiektu jest przedstawiany jako stosunek napięcia przez coś do prądu przepływającego przez to. Opór mierzy się w Ohmach. Konduktancja elementu określa, jak szybko prąd może przepływać w elemencie. Konduktancja jest mierzona w Siemensach (S).

Wzór na konduktancję i jednostki pomiarowe

W elektronice, konduktancja jest miarą prądu generowanego dla danego przyłożonego napięcia przez urządzenie obwodowe. Zazwyczaj oznaczana literą G, przewodność jest odwrotnością oporu, R. Aby zdefiniować wzór, musimy zastosować prawo Ohma, które stwierdza, że z którego R można obliczyć jako

(1)

Słowo przewodność jest przeciwieństwem tego wyrażenia. Wyraża się ją jako stosunek prądu do napięcia.

(2)

Konduktancję wyrażono jako G, a jednostką pomiarową było „mho”. Później, po kilku latach, naukowcy zastąpili tę jednostkę „Siemensem”, który był oznaczany literą S. Patrząc na opór i konduktancję – konduktancja jest odwrotnością oporu (tj. 1/opór), jak pokazano poniżej:

(3)

Jak obliczyć konduktancję?

Konduktancję można obliczyć za pomocą oporu, prądu, napięcia i przewodności.

Na przykład dla danego elementu obwodu, który ma opór , wyznacz wartość konduktancji. Wiemy

(4)

Po podstawieniu wartości danego R i wartości konduktancji można otrzymać jako

Kolejnym przykładem jest obwód elektryczny, w którym na wejściu 5V powstaje prąd o natężeniu 0,3A w odcinku przewodu. Zgodnie z prawem Ohma V=IR z czego opór można obliczyć jako

(5)

Przewodność jest odwrotnością oporu. Tak więc,

(6)

(7)

Po podstawieniu wartości i oraz v można wyprowadzić wartość konduktancji jako 0,06 Siemensa

Konduktancję można obliczyć z konduktancji. Załóżmy, że drut o przekroju okrągłym o promieniu r i długości L jest dany ze znaną wartością rezystywności materiału drutu, można wyznaczyć konduktancję G drutu. Zależność między G i wynosi

(8)

gdzie

Na przykład, jeśli istnieje pręt żelazny o promieniu 0,001 metra i długości 0,1 metra, oblicz konduktancję pręta. Przyjmij, że żelaza wynosi Siemens/m. Powierzchnia jest obliczana przy użyciu jako . Po wykonaniu dalszej substytucji, przewodność okazuje się być 324 Siemens.

Przewodność

Przewodność przypisuje się do zdolności materiału do przenoszenia energii i jest jedną z charakterystycznych właściwości, która jest używana do opisania właściwości elektromagnetycznych materiałów. Określa ona wpływ materii na przepływ prądu w odpowiedzi na pole elektryczne. Jest również rozumiana jako właściwość materiału, która określa gęstość prądu przewodzonego w odpowiedzi na przyłożone pole elektryczne. Przewodność przewodnika zależy od kilku czynników, w tym od jego formy, wymiarów i właściwości materiału zwanej jego przewodnością.

Przewodność jest wyrażana jako i mierzona w Siemensach na metr. Przeciwieństwem oporu jest przewodność. Ponieważ opór jest przeciwieństwem przepływu prądu, przewodność jest ilością prądu, jaki może przewodzić dany materiał. Na przykład, materiał o niskiej rezystancji jest wysoce przewodzący i na odwrót. Konduktywność jest również znana jako przewodność właściwa. Istnieją różne rodzaje przewodności, a mianowicie elektryczna, cieplna, jonowa i akustyczna.

Przewodność vs przewodność

Stopień, w jakim dany materiał przewodzi prąd elektryczny, jest znany jako przewodność. Jest on obliczany jako stosunek gęstości prądu w materiale do pola elektrycznego, które wytwarza przepływ prądu. Oblicza ilość energii, która może faktycznie poruszać się przez system, jak w obwodzie elektrycznym. Zdolność obiektu do przekazywania ciepła, dźwięku lub energii elektrycznej jest znana jako przewodność.

Przewodność mówi o tym, w jakim stopniu obiekt przewodzi energię elektryczną, wyrażoną w jednostkach Siemensa. Mierzy się ją jako stosunek prądu, który płynie do istniejącej różnicy potencjałów. Zależy ona od wymiarów przewodnika. Przewodność odnosi się do ilości energii przekazywanej przez materiał lub substance.

Aplikacje pomiaru przewodności elektrycznej

Przewodność elektryczna i rolnictwo

Znajomość przewodności elektrycznej gleby jest niezwykle ważne dla zdrowia i wzrostu upraw, jeśli chodzi o przemysł rolniczy. Rolnicy, jak również hodowcy, są często dotyczy monitorowania fosforanów, azotanów, wapnia i potasu gleby, ponieważ te składniki odżywcze są niezbędne do pomyślnego wzrostu roślin.

Sprawdzanie przewodności elektrycznej gleby (EC) pomoże hodowcom śledzić wszystkie składniki odżywcze w ich glebie. EC może wskazywać liczbę składników odżywczych w glebie i pomóc hodowcom określić, czy ich gleba potrzebuje więcej składników odżywczych lub czy jest ich za dużo. Korzystanie z czujników do oceny pozornej przewodności elektrycznej gleby (EC) zapewnia sposób na pokonanie tych ograniczeń.

Przewodność elektryczna i uzdatnianie wody

Przewodność elektryczna (EC) odgrywa ważną rolę w różnych zastosowaniach jakości wody. W oczyszczaniu ścieków, EC jest oceniana w celu zapewnienia, że zasolenie ścieków wychodzących jest równa zbiornika wody, do którego jest odprowadzany. Uwolnienie wody, która ma bardzo wysokie lub niskie zasolenie może negatywnie wpłynąć na zdrowie życia wodnego.

Przewodność elektryczna i kąpiel galwaniczna

Przewodność może również wpływać na wody galwanizowane i jest powszechne w przemyśle takim jak lotniczy, samochodowy i jubilerski. Kąpiele do płukania metali są również używane do ekstrakcji pozostałości chemikaliów z elementów pokrytych galwanicznie. Gdy tak się dzieje, płukanie przeciwprądowe pomaga złagodzić wytwarzane ścieki.

Pomiar przewodności procesu galwanizacji w tym punkcie decyduje o tym, czy wymagana jest większa ilość wody i czy należy ją przepłukać. Pomiary przewodności mogą być wykorzystane do zapewnienia użytecznych pomiarów specyficznych dla branży, takich jak całkowite rozpuszczone substancje stałe (TDS) i zasolenie

.