Ce este conductivitatea electrică și derivarea ei

Ce este conductivitatea electrică și derivarea ei

Prima persoană care a experimentat conductivitatea electrică este Stephen Gray. Este un vopsitor și astronom englez. S-a născut în Anglia în decembrie 1666 și a murit la Londra pe 7 februarie 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson sunt alți oameni de știință care au observat procesul de conductivitate electrică utilizând diferite tipuri de metale în experimentele lor. În zilele anterioare, oamenii foloseau cărbunele pentru a produce electricitate în industrii, case, nave, motoare, cutii de fier, etc.

Ce este conductivitatea electrică?

Conductivitatea electrică este definită ca un tip de conductivitate care are capacitatea substanței sau a materialelor de a conduce electricitatea într-o zonă definită, pe care o putem numi și conductivitate sau conductivitate sau conductivitate a electrolitului sau EC. Simbolul conductivității electrice este reprezentat de sigma (σ).




Când ioni sunt prezenți în soluție, atunci numai substanțele transmit electricitate. Ionii sunt definiți ca o particulă care poartă sarcini pozitive (+) sau negative (-) în soluție. Se măsoară cu ajutorul contorului CE. Unitatea de conductivitate: Unitatea de conductivitate SI este Siemen’s pe metru (s / m), care este inventată de Werner Von Siemens și Johann Georg Halske.



Prezentare generală a conductivității electrice

Conductivitatea electrică este procesul care conduce electricitatea folosind diferite metale. Dispozitivele care sunt convertite electric energie electrica în alte energii. Dispozitivele electrice consumă mai multă energie pentru conducerea curentului și funcționează doar la tensiune înaltă. Unele dintre dispozitivele electrice sunt încălzitoare de apă, televizoare, cuptor cu microunde, uscătoare de păr, râșnițe, aspiratoare, ventilatoare, frigider etc.

În prezent, obținem energie electrică folosind diferite tipuri de metale, cum ar fi argintul, aluminiul, aurul, apa, alama, staniu, plumb, mercur, grafit, cupru, oțel, fier, apă de mare, suc de lămâie, beton etc. dirijori care conduc electricitatea. Unii dintre conductorii deficienți sunt sticla, hârtia, lemnul, mierea, plasticul, cauciucul, aerul, sulful, gazele, uleiurile, diamantele etc. care nu conduc electricitatea.



Materialele sunt de două tipuri, sunt metale și nemetale. conductivitatea electrică a metalelor sunt metalele sunt conductori buni care conduc electricitatea și nemetalele sunt conductori răi care nu conduc electricitatea.


tipuri de materiale

tipuri de materiale

EC Meter

Contorul EC este utilizat pentru a măsura conductivitatea electrică a apei pentru a verifica puritatea apei. Este format dintr-o undă pătrată de 24 kHz generator , senzor de sondă de platină, convertor I – V, redresor, filtru, modul IoT, Atmega 328 microcontroler , și senzor de temperatura . Schema bloc a contorului EC este prezentată mai jos:



ec-metru-diagramă-bloc

ec-metru-diagramă-bloc

  • Generator de val pătrat: Generatorul de unde pătrate generează numai semnale digitale într-o formă de undă pătrată, deoarece nivelurile de amplitudine sunt finite.
  • Senzor sonda platina: Ieșirea generatorului de undă pătrată este dată ca intrare în sonda senzorului, care este alcătuită din platină. Este un dispozitiv, care este utilizat pentru a detecta schimbările din mediu.
  • Convertor I - V: Se folosește pentru a produce o tensiune (v) care este proporțională cu curentul dat (i).
  • Redresor: Redresorul este un dispozitiv electric care convertește curent alternativ în curent continuu.
  • Filtru: Este un dispozitiv care este utilizat pentru a elimina impuritățile din lichide sau gaze.
  • Modul IoT: Este un mic dispozitiv electronic încorporat în mașini și lucruri. Este folosit pentru a trimite și primi date printr-o rețea fără fir.
  • Microcontroler Atmega328: Este un IC (circuit integrat) încorporat în dispozitive electronice iar dimensiunea sa este foarte mică.
  • Senzor de temperatura: Este un tip de senzor care este utilizat pentru a detecta sau detecta temperatura din mediu și dispozitivele electronice.

Conductivitatea electrică a apei

Conductivitatea electrică a apei trece curentul atunci când adăugăm sare, zahăr sau orice alt solvenți care se dizolvă în apă se pot sparge în ioni. Ionii sunt două tipuri, sunt ioni încărcați pozitiv și ioni încărcați negativ. Produsele chimice sau solvenții care se dizolvă în ioni sunt, de asemenea, cunoscuți sub numele de electroliți. Capacitatea apei este crescută de ioni pentru a conduce electricitatea. Conductivitatea apei este ridicată atunci când sunt prezenți mai mulți ioni și conductivitatea apei este scăzută atunci când sunt prezenți mai puțini ioni.

Exemple de conductivitate electrică

Pentru a testa conductivitatea apei dizolvate în apă, avem nevoie de o baterie (9v), apă distilată, pahar, sârmă, zahăr, bicarbonat de sodiu. exemple de conductivitate electrică sunteți

Exemplul 1: Conectați firele la baterie în mod corespunzător și luați 50 ml de apă distilată într-un pahar și introduceți firele bateriei în pahar, nu se formează bule de gaz în pahar, deoarece apa distilată nu conduce electricitatea.

Exemplul 2: În mod similar, conectați firele la baterie în mod corespunzător și luați 50 ml apă de la robinet într-un pahar și introduceți firele bateriei în pahar, nu se formează bule de gaz în pahar, deoarece și apa de la robinet nu conduce electricitatea.

Exemplul 3: În mod similar, conectați firele la baterie în mod corespunzător și luați 50 ml de apă distilată într-un pahar și adăugați bicarbonat de sodiu și clătiți-l bine, introduceți firele bateriei în pahar, bulele de gaz se vor forma în pahar, deoarece soda este un bun conductor care conduce electricitatea.

Ecuația conductivității electrice

După cum știm că Legea lui Ohm Adică curentul (I) este egal cu raportul dintre tensiune (V) și rezistență (R). Se exprimă ca

I = V / R ——– ech (1)

Unde „eu” este curent

„V” este tensiune

‘R’ este Rezistență

Rezistența este definită ca un produs de rezistivitate și lungime după aria secțiunii transversale. Ecuația de rezistență este exprimată ca

R = ρ * L / A ——– ech (2)

Unde „R” este Rezistență

Din ecuația (2), rezistivitatea este exprimată ca

ρ = R * A / L ——– ech (3)

În cazul în care rezistența „ρ”

„L” este Lungime

O zonă a secțiunii transversale

Conductivitatea este definită ca un reciproc al rezistivității și care este exprimată ca

σ = 1 / ρ ——— ech (4)

Înlocuirea eq (3) cu eq (4) va primi

σ = 1 / R * A / L

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

Conductivitatea electrică (σ) = L / R * A este derivată

Știm că forța este egală cu

F = Ee ——— ech (6)

F = ma ——— ech (7)

Unde ‘F’ este Forță

‘M’ este masa

‘A’ este o accelerare

echivalând ecuațiile (6) și (7) se va accelera

Da = nu

a = Ee / m ——— ech (8)

Viteza de deriva este exprimată ca

V = aτ ———- eq (9)

Înlocuirea ecuației (8) în ecuația (9)

V = Ee / m * τ ——— eq (10)

Taxa totală este exprimată ca

DQ = env Adăugare

DQ / dt = envA

unde DQ / dt este egal cu I, exprimat ca

I = envA

I / A = env

Unde I / A = J

Densitatea curentului (J) = env ——– eq (11)

Înlocuiți ecuația (10) în ecuația (11)

J = ro * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * E

Unde conductivitatea (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– ech (13)

După cum știm că conductivitatea este reciprocă a rezistivității, adică σ = 1 / ρ

Înlocuiți σ = 1 / ρ în eq (12)

J = E / ρ ——— ech (14)

În cazul în care timpul de relaxare este dat ca

Timp de relaxare (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)

Înlocuind eq (15) în eq (12) obținem ecuația conductivității ca

Conductivitate (σ) = nrDouăλ / √m * 3KB* T

formula de conductivitate electrică e derivat.

Aplicații

Unele aplicații importante în industrii sunt

  • Tratamentul apei
  • Detectarea scurgerilor
  • Curățați la loc
  • Detectarea interfeței
  • Desalinizare

Avantaje

Avantajele acestei conductivități includ următoarele.

  • Rapid
  • Fiabilitate
  • Repetabilitate
  • Nedistructiv
  • Durabil
  • Ieftin etc

Electric conductivitate este una dintre tehnologiile bune pe care le folosim în viața noastră de zi cu zi. După cum știm că, în zilele anterioare, oamenii foloseau bețe de chibrit, cărbune etc. în scopuri de căldură, dar acum tehnologia este dezvoltată. Fiecare dispozitiv electric este format din conductori de dimensiuni mici. Iată întrebarea pentru dvs. ce dirijor folosește în telefoanele mobile?