Τι είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα και τα παράγωγά της

Τι είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα και τα παράγωγά της

Το πρώτο άτομο που πειραματίστηκε με την ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι ο Stephen Gray. Είναι Άγγλος βαφής και αστρονόμος. Γεννήθηκε στην Αγγλία τον Δεκέμβριο του 1666 και πέθανε στο Λονδίνο στις 7 Φεβρουαρίου 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ωμ , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson είναι άλλοι επιστήμονες που παρατήρησαν τη διαδικασία ηλεκτρικής αγωγιμότητας χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους μετάλλων στα πειράματά τους. Στο παρελθόν οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν άνθρακα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε βιομηχανίες, σπίτια, πλοία, κινητήρες, σιδερένια κουτιά κ.λπ. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.



Τι είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα;

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα ορίζεται ως ένας τύπος αγωγιμότητας που έχει την ικανότητα ουσίας ή υλικών να αγωγεί ηλεκτρισμό σε μια καθορισμένη περιοχή, μπορούμε επίσης να την ονομάσουμε ως αγωγιμότητα ή αγωγιμότητα ή αγωγιμότητα ηλεκτρολυτών ή EC Το σύμβολο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας αντιπροσωπεύεται από το sigma (σ).


Όταν τα ιόντα υπάρχουν στο διάλυμα τότε μόνο οι ουσίες μεταδίδουν ηλεκτρισμό. Τα ιόντα ορίζονται ως σωματίδιο που φέρει θετικά (+) ή αρνητικά (-) φορτία στο διάλυμα. Μετράται από τον μετρητή EC. Μονάδα αγωγιμότητας: Η μονάδα αγωγιμότητας SI είναι η Siemen ανά μέτρο (s / m), η οποία εφευρίσκεται από τους Werner Von Siemens και Johann Georg Halske.





Επισκόπηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας

Ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η διαδικασία που μεταφέρει ηλεκτρισμό χρησιμοποιώντας διαφορετικά μέταλλα. Οι συσκευές που είναι ηλεκτρικές μετατροπές ηλεκτρική ενέργεια σε άλλες ενέργειες. Οι ηλεκτρικές συσκευές καταναλώνουν περισσότερη ισχύ για την αγωγή του ρεύματος και λειτουργεί μόνο σε υψηλή τάση. Μερικές από τις ηλεκτρικές συσκευές είναι θερμοσίφωνες, τηλεοράσεις, φούρνος μικροκυμάτων, στεγνωτήρας μαλλιών, μύλοι, ηλεκτρικές σκούπες, ανεμιστήρες, ψυγείο κ.λπ.

Σήμερα παίρνουμε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους μετάλλων όπως ασήμι, αλουμίνιο, χρυσό, νερό, ορείχαλκο, κασσίτερος, μόλυβδος, υδράργυρος, γραφίτης, χαλκός, χάλυβας, σίδηρος, θαλασσινό νερό, χυμό λεμονιού, σκυρόδεμα κ.λπ. αγωγοί που μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Μερικοί από τους κακούς αγωγούς είναι γυαλί, χαρτί, ξύλο, μέλι, πλαστικό, καουτσούκ, αέρας, θείο, αέρια, λάδια, διαμάντια κ.λπ.



Τα υλικά είναι δύο τύπων που είναι μέταλλα και μη μέταλλα. ο ηλεκτρική αγωγιμότητα μετάλλων Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί που μεταφέρουν ηλεκτρισμό και τα μη μέταλλα είναι κακοί αγωγοί που δεν μεταφέρουν ηλεκτρισμό.


τύποι υλικών

τύποι υλικών

Μετρητής EC

Ο μετρητής EC χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού για τον έλεγχο της καθαρότητας του νερού. Αποτελείται από ένα τετραγωνικό κύμα 24 kHz γεννήτρια , αισθητήρας ανιχνευτή πλατίνας, μετατροπέας I – V, ανορθωτής, φίλτρο, μονάδα IoT, Atmega 328 μικροελεγκτής , και αισθητήρας θερμοκρασίας . Το μπλοκ διάγραμμα του μετρητή EC φαίνεται παρακάτω:

ec-meter-block-διάγραμμα

ec-meter-block-διάγραμμα

  • Γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων: Η γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων παράγει μόνο ψηφιακά σήματα σε μια τετραγωνική κυματομορφή επειδή τα επίπεδα πλάτους είναι πεπερασμένα.
  • Αισθητήρας Platinum Probe: Η έξοδος της γεννήτριας τετραγωνικών κυμάτων δίνεται ως είσοδος στον αισθητήρα αισθητήρα, ο οποίος αποτελείται από πλατίνα. Είναι μια συσκευή, η οποία χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αλλαγών στο περιβάλλον.
  • Μετατροπέας I - V: Χρησιμοποιείται για την παραγωγή τάσης (v) που είναι ανάλογη με το δεδομένο ρεύμα (i).
  • Ανορθωτής: Το Rectifier είναι μια ηλεκτρική συσκευή που μετατρέπει το AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) σε dc (συνεχές ρεύμα).
  • Φίλτρο: Είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση ακαθαρσιών σε υγρά ή αέρια.
  • Ενότητα IoT: Είναι μια μικρή ηλεκτρονική συσκευή ενσωματωμένη σε μηχανήματα και πράγματα. Χρησιμοποιείται για την αποστολή και λήψη δεδομένων μέσω ασύρματου δικτύου.
  • Μικροελεγκτής Atmega328: Είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (ολοκληρωμένο κύκλωμα) ενσωματωμένο σε ηλεκτρονικές συσκευές και το μέγεθός του είναι πολύ μικρό.
  • Αισθητήρας θερμοκρασίας: Είναι ένας τύπος αισθητήρα που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ή την αίσθηση της θερμοκρασίας στο περιβάλλον και τις ηλεκτρονικές συσκευές.

Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού περνά το ρεύμα όταν προσθέτουμε αλάτι, ζάχαρη ή άλλους διαλύτες που διαλύονται στο νερό μπορούν να σπάσουν σε ιόντα. Τα ιόντα είναι δύο τύποι, είναι θετικά φορτισμένα ιόντα και αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Χημικές ουσίες ή διαλύτες που διαλύονται σε ιόντα είναι επίσης γνωστοί ως ηλεκτρολύτες. Η ικανότητα του νερού αυξάνεται από τα ιόντα για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Η αγωγιμότητα του νερού είναι υψηλή όταν υπάρχουν περισσότερα ιόντα και η αγωγιμότητα του νερού είναι χαμηλή όταν υπάρχουν λιγότερα ιόντα.

Παραδείγματα ηλεκτρικής αγωγιμότητας

Για να ελέγξουμε την αγωγιμότητα του νερού που διαλύεται στο νερό, χρειαζόμαστε μια μπαταρία (9v), αποσταγμένο νερό, ποτήρι, σύρμα, ζάχαρη, μαγειρική σόδα. ο παραδείγματα ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι

Παράδειγμα 1: Συνδέστε τα καλώδια στη μπαταρία σωστά και πάρτε 50 ml αποσταγμένου νερού σε ένα ποτήρι και τοποθετήστε τα καλώδια της μπαταρίας στο ποτήρι, δεν σχηματίζονται φυσαλίδες αερίου στο ποτήρι γιατί το αποσταγμένο νερό δεν αποδίδει ηλεκτρικό ρεύμα.

Παράδειγμα 2: Παρομοίως, συνδέστε τα καλώδια στη μπαταρία σωστά και πάρτε 50 ml νερού βρύσης σε ένα ποτήρι και εισάγετε τα καλώδια της μπαταρίας στο ποτήρι, δεν σχηματίζονται φυσαλίδες αερίου στο ποτήρι γιατί το νερό της βρύσης επίσης δεν αποδίδει ηλεκτρικό ρεύμα.

Παράδειγμα 3: Ομοίως Συνδέστε τα καλώδια στη μπαταρία σωστά και πάρτε 50 ml αποσταγμένου νερού σε ένα ποτήρι και προσθέστε λίγο μαγειρική σόδα και ξεπλύνετε καλά, εισάγετε τα καλώδια της μπαταρίας στο ποτήρι, οι φυσαλίδες αερίου θα σχηματιστούν σε ποτήρι γιατί η σόδα είναι καλός αγωγός που μεταφέρει ηλεκτρισμό.

Εξίσωση ηλεκτρικής αγωγιμότητας

Όπως γνωρίζουμε ότι το Ο νόμος του Ωμ δηλαδή, το ρεύμα (Ι) είναι ίσο με την αναλογία τάσης (V) και αντίστασης (R). Εκφράζεται ως

I = V / R ——– eq (1)

Πού είναι το 'I'

Το «V» είναι τάση

Το «R» είναι Αντίσταση

Η αντίσταση ορίζεται ως προϊόν αντίστασης και μήκους από την περιοχή διατομής. Η εξίσωση αντίστασης εκφράζεται ως

R = ρ * L / A ——– eq (2)

Όπου το «R» είναι Αντίσταση

Από το eq (2), η αντίσταση εκφράζεται ως

ρ = R * A / L ——– eq (3)

Όπου «ρ» Ανθεκτικότητα

Το «L» είναι Μήκος

Μια περιοχή της διατομής

Η αγωγιμότητα ορίζεται ως αμοιβαία αντίσταση και αυτό εκφράζεται ως

σ = 1/ρ ———eq(4)

Αντικατάσταση eq (3) στο eq (4) θα πάρει

σ = 1/R*A/L

Αγωγιμότητα (σ) = L / R * A ——– eq (5)

Προέρχεται η ηλεκτρική αγωγιμότητα (σ) = L / R * A

Γνωρίζουμε ότι η δύναμη είναι ίση με

F = Ee ——— eq (6)

F = ma —— eq (7)

Όπου το «F» είναι Δύναμη

«M» είναι μάζα

«A» είναι μια επιτάχυνση

η εξίσωση των ισοδυνάμων (6) και (7) θα επιταχυνθεί

Ναι = όχι

a = Ee / m ——— eq (8)

Η ταχύτητα κίνησης εκφράζεται ως

V = aτ ———- eq (9)

Αντικατάσταση eq (8) σε eq (9)

V = Ee / m * τ ——— eq (10)

Η συνολική χρέωση εκφράζεται ως

DQ = env Προσθήκη

DQ / dt = envA

όπου το DQ / dt είναι ίσο με το I, εκφραζόμενο σε

I = envA

I / A = env

Όπου I / A = J

Τρέχουσα πυκνότητα (J) = env ——– eq (11)

Αντικατάσταση eq (10) σε eq (11)

J = el * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * Ε

Όπου η αγωγιμότητα (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– eq (13)

Όπως γνωρίζουμε ότι η αγωγιμότητα είναι αμοιβαία αντίσταση, δηλαδή σ = 1 / ρ

Αντικατάσταση σ = 1 / ρ σε ισοδ. (12)

J = E / ρ ——— eq (14)

Όπου δίνεται χρόνος χαλάρωσης ως

Χρόνος χαλάρωσης (τ) = λ√m / 3KσιΤεκ (15)

Αντικατάσταση eq (15) στο eq (12) έχουμε την εξίσωση αγωγιμότητας ως

Αγωγιμότητα (σ) = όχιδύολ/√m*3K­­σι* Τ

ο τύπος ηλεκτρικής αγωγιμότητας προέρχεται.

Εφαρμογές

Ορισμένες σημαντικές εφαρμογές στις βιομηχανίες είναι

  • Επεξεργασία νερού
  • Ανίχνευση διαρροών
  • Καθαρίστε στη θέση του
  • Ανίχνευση διεπαφής
  • Αφαλάτωση

Πλεονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα αυτής της αγωγιμότητας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • Γρήγορα
  • Αξιοπιστία
  • Επαναληψιμότητα
  • Μη καταστροφικό
  • Διαρκής
  • Φθηνό κ.λπ.

Ηλεκτρικός αγώγιμο είναι μια από τις καλές τεχνολογίες που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή. Όπως γνωρίζουμε, τις προηγούμενες μέρες οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν ραβδιά, άνθρακα κ.λπ. για σκοπούς θερμότητας, αλλά τώρα η τεχνολογία έχει αναπτυχθεί. Κάθε ηλεκτρική συσκευή αποτελείται από αγωγούς σε μικρά μεγέθη. Εδώ είναι η ερώτηση για εσάς ποιος αγωγός χρησιμοποιεί στα κινητά τηλέφωνα;