Kami menjelaskan apa itu konduktivitas listrik dan berdasarkan variasinya. Konduksi listrik logam, air dan tanah.
Apa itu konduktivitas listrik?
Konduktivitas listrik adalah kapasitas urusan untuk memungkinkan aliran arus listrik melalui mereka partikel. Kapasitas ini tergantung langsung pada struktur atom dan molekul bahan, serta faktor fisik lainnya seperti: suhu di mana itu atau keadaannya (cairan, padat, berbentuk gas).
Konduktivitas listrik adalah kebalikan dari resistivitas, yaitu resistansi terhadap lewatnya listrik dari bahan. Kemudian ada bahan yang baik dan bahan penghantar listrik yang buruk, sejauh bahan tersebut kurang lebih tahan.
Simbol untuk menyatakan konduktivitas adalah huruf Yunani sigma (σ) dan satuannya dari pengukuran adalah siemens per meter (S/m) atau -1⋅ m-1. Untuk perhitungannya, pengertian dari Medan listrik (E) dan rapat arus konduksi (J), sebagai berikut:
J = E, dari mana: = J / E
Konduktivitas bervariasi tergantung pada keadaan materi. Dalam media cair, misalnya, itu akan tergantung pada keberadaan garam terlarut di dalamnya yang menghasilkan ion bermuatan positif atau negatif, dan merupakan elektrolit yang bertanggung jawab untuk menghantarkan arus listrik ketika cairan dikenai medan listrik.
Di sisi lain, padatan memiliki struktur atom yang jauh lebih tertutup dan dengan lebih sedikit pergerakan, sehingga konduktivitas akan tergantung pada awan elektron dibagikan oleh band dari Valencia dan pita konduksi, yang bervariasi sesuai dengan sifat atomik materi: logam adalah konduktor listrik yang baik dan tidak ada logam, di sisi lain, resistor yang baik (atau isolator, seperti plastik).
Konduktivitas air
Itu Air secara umum, itu adalah konduktor listrik yang baik. Namun, kapasitas ini tergantung pada margin Total Dissolved Solids (TDS), karena keberadaan garam dan mineral dalam air membentuk ion elektrolit yang memungkinkan aliran arus listrik. Buktinya adalah bahwa air sulingan, yang dihilangkan (menggunakan distilasi dan metode lainnya) semua ion terlarut di dalamnya, dan tidak menghantarkan listrik.
Dengan cara ini, konduktivitas air asin lebih besar daripada air tawar. Peningkatan laju konduktivitas dapat dicatat sebagai ion terlarut ditambahkan ke cairan, hingga mencapai batas konsentrasi ionik di mana pasangan ion terbentuk, positif dengan negatif, yang membatalkan muatannya dan mencegah konduktivitas meningkat.
Konduktivitas tanah
Itu tanahSecara umum, mereka memiliki konduktivitas listrik yang berbeda, tergantung pada berbagai faktor seperti irigasi air atau jumlah garam yang mereka hadirkan. Seperti halnya air, tanah yang lebih asin akan menjadi konduktor listrik yang lebih baik daripada yang kurang asin, dan perbedaan ini sering ditentukan oleh jumlah air yang mereka terima (karena air dapat "mencuci" garam dari tanah).
Tingkat salinitas ini sering dikacaukan dengan sodisitas tanah (adanya natrium), padahal pada kenyataannya salinitas mengacu pada kelimpahan kation natrium (Na +), kalium (K +), kalsium (Ca2 +) dan magnesium (Mg2 +), bersama dengan kation klorin (Cl–), sulfat (SO42-), bikarbonat (HCO3–) dan karbonat (CO32-).
Jadi, dalam banyak kasus, teknik seperti pencucian (untuk tanah yang sangat asin) atau injeksi elemen penetral lainnya (seperti belerang) digunakan untuk yang sangat mendasar. Ini sering dapat ditentukan dengan tes konduksi listrik.
Konduktivitas logam
Logam umumnya merupakan konduktor listrik yang sangat baik. Hal ini karena atom dari jenis bahan ini digabungkan dengan pembentukan tautan logam. Dalam logam, elektron tetap berada di sekitar logam seperti awan, bergerak di sekitar inti atom yang terikat erat, dan elektron itulah yang memungkinkan aliran listrik.
Ketika logam diterapkan pada medan listrik, elektron mengalir bebas dari satu ujung logam ke ujung lainnya, seperti halnya dengan logam. panas, yang keduanya merupakan pemancar yang baik. Itulah mengapa tembaga dan logam lainnya di saluran listrik dan perangkat elektronik. Gambar berikut secara skematis mewakili aliran elektron (berwarna merah) ketika medan listrik diterapkan pada logam: