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中瑞祥 电导率介绍
浏览次数:935发布日期:2019-12-26

 电导率,物理学概念,也可以称为导电率。在介质中该量与电场强度E之积等于传导电流密度J。对于各向异性介质,电导率是张量。生态学中,电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。
解释

电导率(conductivity)是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。在公式中,电导率用希腊字母κ来表示。电导率σ单位是西门子/米(简写做S/m),为电阻率ρ的倒数,即σ=1/ρ。

 

当1安培(1 A)电流通过物体的横截面并存在1伏(1 V)电压时,物体的电导就是1 S。西门子实际上等效于1安培/伏。如果σ是电导(单位西门子),I是电流(单位安培),E是电压(单位伏),则:

 

σ = I/E

 

通常,当电压保持不变时,这种直流电电路中的电流与电导成比例关系。如果电导加倍,则电流也加倍;如果电导减少到它初始值的1/10,电流也会变为原来的1/10。这个规则也适用于许多低频率的交流电系统。在些交流电电路中,尤其是在电路中,情况就变得非常复杂,因为这些系统中的组件会存储和释放能量。

 

电导和电阻也有关系,如果R是个组件和设备的电阻(单位欧姆Ω),电导为G(单位西门子S),则:G = 1/R[1] 。

影响因素

温度

电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的升而减小。半导体的电导率随着温度的升而增加。在段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要物质在不同温度状况的电导率,设定个共同的参考温度。电导率与温度的相关性,时常可以表达为,电导率对上温度线图的斜率。

 

 

各向异性

有些物质会有各向异性(anisotropy) 的电导率,需用 3 X 3 矩阵来表达(使用数学术语,二阶张量,通常是对称的)。

测量方法

电导率的测量通常是溶液的电导率测量。固体导体的电阻率可以通过欧姆定律和电阻定律测量。电解质溶液电导率的测量般采用交流信号作用于电导池的两电板,由测量到的电导池常数K和两电板之间的电导G而求得电导率σ。

 

电导率测量中很早采用的是交流电桥法,它直接测量到的是电导值。常用的仪器设置有常数调节器、温度系数调节器和自动温度补偿器,在次仪表分由电导池和温度传感器组成,可以直接测量电解质溶液电导率。