Conductanță: Ce este? (Definiție, unități și formulă)

Ce este conductanța?

Conductanța (cunoscută și sub denumirea de conductanță electrică) este definită ca fiind potențialul unei substanțe de a conduce electricitate. Conductanța este măsura ușurinței cu care curentul electric (adică fluxul de sarcină) poate trece printr-un material. Conductanța este inversul (sau reciproca) rezistenței electrice, reprezentată ca 1/R.

Pentru a înțelege mai bine conductanța, trebuie să ne amintim de rezistența unui obiect. În sens calitativ, rezistența ne spune cât de dificil este pentru un curent electric să treacă. Rezistența dintre două puncte poate fi definită în sens cantitativ ca diferența de tensiune care este necesară pentru a transporta un curent unitar prin cele două puncte specificate.

Rezistența unui obiect este reprezentată ca raportul dintre tensiunea care trece prin ceva și curentul care trece prin el. Rezistența se măsoară în Ohmi. Conductibilitatea unei componente este o determinare a vitezei cu care poate trece curentul în componenta respectivă. Conductanța se măsoară în Siemens (S).

Formulă și unități de măsură a conductanței

În electronică, conductanța este o măsură a curentului generat pentru o anumită tensiune aplicată de un dispozitiv de circuit. În mod obișnuit notată cu litera G, conductanța este reciproca rezistenței, R. Pentru a defini formula, trebuie să aplicăm legea lui Ohm care afirmă că din care R poate fi calculată ca

(1)

Cuvântul conductivitate este opusul acestei expresii. Ea este exprimată ca un raport dintre curent și tensiune.

(2)

Conductanța este exprimată ca G, iar unitatea de măsură era „mho”. Mai târziu, după câțiva ani, cercetătorii au înlocuit unitatea cu „Siemens”, care era notată cu litera S. Când se analizează rezistența față de conductanță – conductanța este inversul rezistenței (adică 1/rezistență), așa cum se arată mai jos:

(3)

Cum se calculează conductanța?

Conductanța poate fi calculată cu ajutorul rezistenței, curentului, tensiunii și conductivității.

De exemplu, pentru un anumit element de circuit care are o rezistență de , determinați valoarea conductanței. Știm

(4)

Înlocuind valoarea lui R dată și valoarea conductanței se poate obține ca

Următorul exemplu este un circuit electric, în care o intrare de 5V generează un curent de 0,3A într-o lungime de fir. Conform legii lui Ohm, V=IR din care rezistența poate fi calculată ca

(5)

Conductanța este reciproca rezistenței. Deci,

(6)

(7)

Înlocuind valorile lui i și v, se poate obține valoarea conductanței ca fiind 0,06 Siemens

Conductanța poate fi calculată din conductivitate. Presupunând că se dă un fir cu o secțiune transversală rotundă de rază r și lungime L, cu valoarea cunoscută a rezistivității materialului din care este confecționat firul, se poate determina conductanța G a firului. Relația dintre G și este

(8)

unde

De exemplu, dacă există o tijă de fier cu raza de 0,001 metri și lungimea de 0,1 metri, se calculează conductanța tijei. Să presupunem că de fier este Siemens/m. Aria se calculează folosind ca . Făcând o nouă substituție, se constată că conductanța este de 324 Siemens.

Conductivitatea

Conductivitatea atribuie capacitatea unui material de a transfera energie și este una dintre proprietățile caracteristice care se utilizează pentru a descrie proprietățile electromagnetice ale materialelor. Ea cuantifică efectul materiei asupra fluxului de curent ca răspuns la un câmp electric. Este, de asemenea, înțeleasă ca o proprietate a materialului care determină densitatea curentului conductiv ca răspuns la un câmp electric aplicat. Conductibilitatea unui conductor depinde de mai mulți factori, inclusiv forma, dimensiunile și proprietatea materialului numită conductivitate.

Conductibilitatea se exprimă ca și se măsoară ca Siemens pe metru. Opusul rezistenței este conductivitatea. Deoarece rezistența este opusul fluxului de curent, conductivitatea este cantitatea de curent pe care un material o poate transporta. De exemplu, un material cu rezistență scăzută este foarte conductiv și viceversa. Conductivitatea este cunoscută și sub denumirea de conductanță specifică. Există diferite tipuri de conductivitate, și anume Electrică, Termică, Ionică și Acustică.

Conductivitate vs Conductanță

Durata în care un anumit material conduce electricitatea este cunoscută sub numele de conductivitate. Ea se calculează ca raport între densitatea de curent din material și câmpul electric care produce fluxul de curent. Ea calculează cantitatea de energie care se poate deplasa efectiv printr-un sistem, ca în cazul circuitului electric. Capacitatea unui obiect de a transmite căldura, sunetul sau electricitatea este cunoscută sub numele de conductivitate.

Conductanța spune în ce măsură un obiect conduce electricitatea, exprimată în unități de Siemens. Ea se măsoară ca raport între curentul care circulă și diferența de potențial existentă. Depinde de dimensiunile conductorului. Conductanța se referă la cantitatea de energie transmisă printr-un material sau substanță.

Aplicații ale măsurării conductivității electrice

Conductivitatea electrică și agricultura

Cunoașterea conductivității electrice a solului este extrem de importantă pentru sănătatea și creșterea culturilor atunci când vine vorba de industria agricolă. Fermierii, precum și cultivatorii, sunt adesea preocupați de monitorizarea fosfaților, nitraților, calciului și potasiului din sol, deoarece acești nutrienți sunt esențiali pentru o creștere reușită a plantelor.

Controlul conductivității electrice (CE) a solului îi va ajuta pe cultivatori să țină evidența tuturor nutrienților din solul lor. CE poate indica numărul de nutrienți din sol și îi ajută pe cultivatori să determine dacă solul lor are nevoie de mai mulți nutrienți sau dacă sunt prea mulți nutrienți. Utilizarea senzorilor pentru evaluarea conductivității electrice aparente a solului (EC) oferă o modalitate de a depăși aceste constrângeri.

Conductivitatea electrică și tratarea apei

Conductivitatea electrică (EC) joacă un rol major în diferite aplicații ale calității apei. În tratarea apelor uzate, CE este evaluată pentru a se asigura că salinitatea apelor uzate ieșite este egală cu cea a corpului de apă în care sunt evacuate. Eliberarea apei care are o salinitate extrem de ridicată sau scăzută poate afecta în mod negativ sănătatea vieții acvatice.

Conductivitatea electrică și baia de galvanizare

Conductivitatea poate avea, de asemenea, un impact asupra apelor galvanizate și este un check-in comun în industrii precum cea aerospațială, auto și a bijuteriilor. Băile de clătire a metalelor sunt, de asemenea, utilizate pentru a extrage substanțele chimice reziduale din articolele placate. Atunci când se întâmplă acest lucru, clătirile în contracurent ajută la atenuarea apelor reziduale produse.

Măsurarea conductivității procesului de placare în acest moment decide dacă este necesară mai multă apă și dacă trebuie să fie introdusă prin spălare. Măsurătorile conductivității pot fi utilizate pentru a furniza măsurători utile specifice industriei, cum ar fi totalul solidelor dizolvate (TDS) și salinitatea

.