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中瑞祥 电导率介绍
浏览次数:228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伏特(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/伏特。如果σ是电导(单位西门子),I是电流(单位安培),E是电压(单位伏特),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。在一些交流电电路中,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是一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高而减小。半导体的电导率随着温度的升高而增加。在一段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率,必须设定一个共同的参考温度。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,必需用 3 X 3 矩阵来表达(使用数学术语,第二阶张量,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一般采用交流信号作用于电导池的两电极板,由测量到的电导池常数K和两电极板之间的电导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,在一次仪表部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。

 

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