De eerste persoon die met elektrische geleiding experimenteerde, is Stephen Gray. Hij is een Engelse verver en astronoom. Hij werd geboren in Engeland in december 1666 en stierf in Londen op 7 februari 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson zijn andere wetenschappers die het elektrische geleidbaarheidsproces hebben waargenomen door verschillende soorten metalen in hun experimenten te gebruiken. Vroeger gebruikten mensen steenkool om elektriciteit te produceren in industrieën, huizen, schepen, motoren, ijzeren kisten, enz. Dit artikel bespreekt een overzicht van elektrische geleidbaarheid.
Wat is elektrische geleidbaarheid?
Elektrische geleidbaarheid wordt gedefinieerd als een type geleidbaarheid dat het vermogen van een stof of materialen heeft om elektriciteit over een bepaald gebied te geleiden, we kunnen het ook wel geleidbaarheid of elektrolytgeleidbaarheid of geleidbaarheid of EC noemen. Het symbool van de elektrische geleidbaarheid wordt weergegeven door sigma (σ).
Als er ionen in de oplossing aanwezig zijn, dan geven alleen de stoffen elektriciteit door. Ionen worden gedefinieerd als een deeltje dat positieve (+) of negatieve (-) ladingen in de oplossing draagt. Het wordt gemeten door de EC-meter. Geleidbaarheidseenheid: SI-eenheid van geleidbaarheid is Siemen's per meter (s / m), uitgevonden door Werner Von Siemens en Johann Georg Halske.
Overzicht van elektrische geleidbaarheid
Elektrische geleidbaarheid is het proces dat elektriciteit geleidt met verschillende metalen. De apparaten die elektrisch worden omgezet elektrische energie in andere energieën. Elektrische apparaten verbruiken meer stroom voor het geleiden van stroom en het werkt alleen op hoogspanning. Enkele van de elektrische apparaten zijn boilers, televisies, magnetrons, haardrogers, slijpmachines, stofzuigers, ventilatoren, koelkast, enz.
Momenteel krijgen we elektriciteit met behulp van verschillende soorten metalen zoals zilver, aluminium, goud, water, messing, tin, lood, kwik, grafiet, koper, staal, ijzer, zeewater, citroensap, beton, enz. geleiders die elektriciteit geleiden. Enkele van de slechte geleiders zijn glas, papier, hout, honing, plastic, rubber, lucht, zwavel, gassen, oliën, diamanten, enz. Die geen elektriciteit geleiden.
Er zijn twee soorten materialen: metalen en niet-metalen. De elektrische geleidbaarheid van metalen Zijn metalen goede geleiders die elektriciteit geleiden en niet-metalen zijn slechte geleiders die geen elektriciteit geleiden.
soorten materialen
EC-meter
EC-meter wordt gebruikt om de elektrische geleidbaarheid van water te meten om de zuiverheid van water te controleren. Het bestaat uit een vierkante golf van 24 kHz generator , platina sondesensor, I – V-omzetter, gelijkrichter, filter, IoT-module, Atmega 328 microcontroller , en temperatuursensor Het blokschema van de EC-meter wordt hieronder weergegeven:
ec-meter-blokschema
- Vierkante golfgenerator: De blokgolfgenerator genereert alleen digitale signalen in een blokgolfvorm omdat de amplitudeniveaus eindig zijn.
- Platina-sondesensor: De output van de blokgolfgenerator wordt gegeven als input voor de sensorsonde, die is gemaakt van platina. Het is een apparaat dat wordt gebruikt om veranderingen in de omgeving te detecteren.
- I - V-omzetter: Het wordt gebruikt om een spanning (v) te produceren die evenredig is met de gegeven stroom (i).
- Gelijkrichter: Gelijkrichter is een elektrisch apparaat dat wisselstroom (wisselstroom) omzet in gelijkstroom (gelijkstroom).
- Filter: Het is een apparaat dat wordt gebruikt om onzuiverheden in vloeistoffen of gassen te verwijderen.
- IoT-module: Het is een klein elektronisch apparaatje ingebed in machines en zo. Het wordt gebruikt om gegevens te verzenden en te ontvangen via een draadloos netwerk.
- Atmega328 Microcontroller: Het is een IC (Integrated Circuit) ingebed in elektronische apparaten en het formaat is erg klein.
- Temperatuursensor: Het is een type sensor dat wordt gebruikt om de temperatuur in de omgeving en elektronische apparaten te detecteren of te detecteren.
Elektrische geleidbaarheid van water
De elektrische geleidbaarheid van water passeert de stroom wanneer we zout, suiker of andere oplosmiddelen toevoegen die in water oplossen en in ionen kunnen breken. Ionen zijn twee soorten, het zijn positief geladen ionen en negatief geladen ionen. Chemicaliën of oplosmiddelen die in ionen oplossen, worden ook wel elektrolyten genoemd. Het watervermogen wordt vergroot door ionen om elektriciteit te geleiden. De geleidbaarheid van water is hoog als er meer ionen aanwezig zijn en de geleidbaarheid van water is laag als er minder ionen aanwezig zijn.
Voorbeelden van elektrische geleidbaarheid
Om de geleidbaarheid van water opgelost in water te testen, hebben we een batterij (9v), gedestilleerd water, beker, draad, suiker, zuiveringszout nodig. De voorbeelden van elektrische geleidbaarheid zijn
Voorbeeld 1: Sluit de draden goed aan op de accu en neem 50 ml gedestilleerd water in een bekerglas en steek de draden van de batterij in het bekerglas, er ontstaan geen gasbellen in het bekerglas omdat gedestilleerd water geen elektriciteit geleidt.
Voorbeeld 2: Evenzo Sluit de draden goed aan op de accu en neem 50 ml leidingwater in een bekerglas en steek de draden van de batterij in het bekerglas, er ontstaan geen gasbellen in het bekerglas omdat leidingwater ook geen elektriciteit geleidt.
Voorbeeld 3: Sluit op dezelfde manier de draden op de batterij goed aan en neem 50 ml gedestilleerd water in een bekerglas en voeg wat zuiveringszout toe en spoel het goed af, steek de draden van de batterij in het bekerglas, er zullen gasbellen ontstaan in het bekerglas omdat soda een goede geleider is die elektriciteit geleidt.
Vergelijking van elektrische geleidbaarheid
Zoals we weten dat de De wet van Ohm d.w.z. stroom (I) is gelijk aan de verhouding tussen spanning (V) en weerstand (R). Het wordt uitgedrukt als
I = V / R ——– eq (1)
Waar ‘ik’ stroomt
‘V’ is spanning
‘R’ is verzet
Weerstand wordt gedefinieerd als een product van soortelijke weerstand en lengte naar dwarsdoorsnede. De weerstandsvergelijking wordt uitgedrukt als
R = ρ * L / A ——– eq (2)
Waar ‘R’ weerstand is
Uit vergelijking (2) wordt de soortelijke weerstand uitgedrukt als
ρ = R * A / L ——– eq (3)
Waar ‘ρ’ weerstand
‘L’ is lengte
Een gebied van de doorsnede
Geleidbaarheid wordt gedefinieerd als het omgekeerde van weerstand en dat wordt uitgedrukt als
σ = 1 / ρ ——— eq (4)
Het vervangen van vergelijking (3) in vergelijking (4) krijgt
σ = 1 / R * A / L
Geleidbaarheid (σ) = L / R * A ——– eq (5)
Elektrische geleidbaarheid (σ) = L / R * A is afgeleid
We weten dat kracht gelijk is aan
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— eq (7)
Waar ‘F’ Force is
‘M’ is massa
‘A’ is een versnelling
het gelijkstellen van vergelijking (6) en (7) krijgt versnelling
Ja = nee
a = Ee / m ——— eq (8)
De driftsnelheid wordt uitgedrukt als
V = aτ ———- eq (9)
Eq (8) vervangen door eq (9)
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
De totale kosten worden uitgedrukt als
DQ = env Add
DQ / dt = envA
waarbij DQ / dt gelijk is aan I, uitgedrukt als
Ik = envA
I / A = env
Waar I / A = J
Stroomdichtheid (J) = env ——– eq (11)
Vervang eq (10) in eq (11)
J = nl * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Waar geleidbaarheid (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– eq (13)
Zoals we weten, is de geleidbaarheid het omgekeerde van de soortelijke weerstand, d.w.z. σ = 1 / ρ
Vervang σ = 1 / ρ in vergelijking (12)
J = E / ρ ——— eq (14)
Waar ontspanningstijd wordt gegeven als
Relaxatietijd (τ) = λ√m / 3KB.Teq (15)
Vervangende vergelijking (15) in vergelijking (12) krijgen we de geleidbaarheidsvergelijking als
Geleidbaarheid (σ) = neetweeλ / √m * 3KB.* T
De elektrische geleidbaarheid formule is afgeleid.
Toepassingen
Enkele belangrijke toepassingen in industrieën zijn
- Water behandeling
- Lek detectie
- Netjes op zijn plaats
- Interface detectie
- Ontzilting
Voordelen
De voordelen van deze geleidbaarheid zijn onder meer de volgende.
- Snel
- Betrouwbaarheid
- Herhaalbaarheid
- Niet-destructief
- Duurzaam
- Goedkoop etc.
Elektrisch geleidbaarheid is een van de goede technologieën die we in ons dagelijks leven gebruiken. Zoals we weten, gebruikten mensen vroeger luciferstokken, steenkool, enz. Voor warmtedoeleinden, maar nu is de technologie ontwikkeld. Elk elektrisch apparaat bestaat uit geleiders in kleine afmetingen. Hier is de vraag voor u welke conducteur gebruikt in mobiele telefoons?
