science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Waarom is geleidbaarheid belangrijk?

Talrijke materialen (zoals koper) en vloeistoffen (zoals water) kunnen elektriciteit geleiden. Onzuiverheden kunnen dit vermogen echter verminderen om de elektriciteit in beweging te houden, waardoor weerstand ontstaat. Minder onzuiverheden betekent verlaagde weerstand (gemeten in ohm) en verhoogde geleidbaarheid (gemeten in mhos voor vaste stoffen of micro-mhos voor vloeistoffen). Om hun geleidbaarheid te verhogen, kunnen vloeistoffen voedingsstoffen bevatten en kunnen metalen worden gebonden aan andere metalen (als legeringen), terwijl resistente producerende onzuiverheden worden verwijderd.

Betekenis

Het belang van geleidbaarheid in water : Micro-mhos (μmhos /cm) zijn de basismeting voor geleidbaarheid voor vloeistoffen. Het geleidbaarheidsbereik voor gedestilleerd water is 0,5 tot 3 μmhos /centimeter. Rivieren geleidingsvermogen in de Verenigde Staten van 50 tot 7.500 μg /cm, en industrieel water kan oplopen tot 10.000 μμm /centimeter. In het geval van waterlichamen meet geleidbaarheid de waterkwaliteit of vervuilingsniveaus. De geleidbaarheid van het gedestilleerde water is zo laag dat het als een isolator wordt beschouwd. Als daarin mineralen en metalen worden gesuspendeerd, vormen zich ionen. Deze kunnen worden gemeten als geleidbaarheid.

Kenmerken

Kenmerken van koperen geleiding: koper is een grote thermische (hitte) geleider, het is bestand tegen corrosie en het is beter in elektriciteit geleiden dan enig ander metaal met de uitzondering van zilver. Elektriciteit stroomt vrij door koperdraden met weinig energieverlies. Substantiële stroken of staven van koperen grondgebouwen tegen bliksem door zijn elektriciteit naar de grond te geleiden. Koperatomen zijn dicht geclusterd, waardoor elektronen vrij tussen hen kunnen bewegen. Koperatomen zijn één elektron kort, waardoor ze positieve ionen zijn.

Identificatie

Geleidbaarheid wordt gemeten met een meter die spanning door twee elektroden zendt die in de vloeistof zijn ondergedompeld of die aan de te testen substantie zijn gehecht. De spanningsmeting wordt vertaald in mhos of micro-mhos per centimeter en het antwoord wordt weergegeven. In het geval van rivieren en meren worden geleidbaarheidsmetingen meestal in het veld verkregen en ter evaluatie teruggestuurd naar het laboratorium. Het bepalen van de juiste geleidbaarheidswaarde hangt af van het type water (vers, zout of gedestilleerd) of het metaal /legering, aardrijkskunde en andere verzachtende factoren (bijvoorbeeld weersinvloeden of menselijke invloeden).

Functie

Geleidbaarheid en zoninstraling in vaste stoffen zijn belangrijk voor elektrische doeleinden. Elektriciteit zal alleen stromen door materialen met geleidbaarheid (bijvoorbeeld koper, zilver en aluminium), waardoor ze het beste zijn voor de bedrading van gebouwen en apparaten. Het gebruik van metalen met lagere weerstand en hogere geleidbaarheid betekent minder vermogensverlies tijdens de overdracht. Isolatoren (bijv. Glas, hout en rubber), daarentegen, zullen geen elektriciteit geleiden en zijn effectief voor het coaten van geleiders en het voorkomen dat geleiders elkaar raken, wat een toevallige kortsluiting tussen de draden zou kunnen veroorzaken.

Overwegingen

Geleidbaarheid van water is belangrijk omdat het het zoutgehalte van water en de concentratie van andere mineralen en verontreinigingen onthult. Milieuactivisten kunnen geleiding gebruiken om de bewegingen van watersystemen te volgen om problemen met het zeeleven te voorspellen en op te lossen. Geleidbaarheidstests demonstreren het verband tussen bodemgesteldheid en droogte, zware regenval en andere omgevingsomstandigheden die van invloed kunnen zijn op landbouw- en gewasopbrengst. Het vergt het giswerk om te irrigeren of te bevruchten.