Первым, кто экспериментировал с электропроводностью, был Стивен Грей. Он английский красильщик и астроном. Он родился в Англии в декабре 1666 года и умер в Лондоне 7 февраля 1736 года. Бенджамин Франклин, Алессандро Вольта, Георг Симон Ом , Андре Марин Ампер, Джозеф Джон Томсон - это и другие ученые, которые наблюдали процесс электропроводности, используя в своих экспериментах различные типы металлов. Раньше люди использовали уголь для производства электроэнергии в промышленности, в домах, на кораблях, двигателях, железных ящиках и т. Д. В этой статье обсуждается обзор электропроводности.
Что такое электропроводность?
Электропроводность определяется как один тип проводимости, который обладает способностью вещества или материалов проводить электричество в определенной области, которую мы также можем назвать проводимостью, или проводимостью электролита, или проводимостью, или ЕС. Символ электропроводности представлен сигмой (σ).
Когда в растворе присутствуют ионы, только вещества передают электричество. Ионы определяются как частица, которая несет в растворе положительный (+) или отрицательный (-) заряд. Измеряется ЕС-метром. Единица проводимости: единица проводимости в системе СИ - Симен на метр (с / м), которая была изобретена Вернером фон Сименсом и Иоганном Георгом Хальске.
Обзор электропроводности
Электропроводность - это процесс, при котором электричество проводится с использованием различных металлов. Устройства электрические преобразователи электроэнергия в другие энергии. Электрические устройства потребляют больше энергии для проведения тока и работают только с высоким напряжением. Некоторые из электрических устройств - водонагреватели, телевизоры, микроволновая печь, фены, шлифовальные машины, пылесосы, вентиляторы, холодильник и т. Д.
В настоящее время мы получаем электричество, используя различные типы металлов, такие как серебро, алюминий, золото, вода, латунь, олово, свинец, ртуть, графит, медь, сталь, железо, морская вода, лимонный сок, бетон и т. Д. проводники проводящие электричество. Некоторые из плохих проводников - это стекло, бумага, дерево, мед, пластик, резина, воздух, сера, газы, масла, алмазы и т. Д., Которые не проводят электричество.
Материалы бывают двух типов: металлы и неметаллы. В электропроводность металлов Металлы являются хорошими проводниками, которые проводят электричество, а неметаллы - плохими проводниками, которые не проводят электричество.
виды материалов
EC-метр
Измеритель EC используется для измерения электропроводности воды для проверки чистоты воды. Он состоит из прямоугольной волны 24 кГц. генератор , платиновый зонд, преобразователь напряжения, выпрямитель, фильтр, модуль IoT, Atmega 328 микроконтроллер , и Датчик температуры . Блок-схема ЕС-метра представлена ниже:
блок-схема ec-meter
- Генератор прямоугольных волн: Генератор прямоугольных сигналов генерирует только цифровые сигналы прямоугольной формы, поскольку уровни амплитуды конечны.
- Платиновый датчик датчика: Выходной сигнал генератора прямоугольных импульсов подается на вход датчика, который состоит из платины. Это устройство, которое используется для обнаружения изменений в окружающей среде.
- Преобразователь I - V: Он используется для создания напряжения (v), которое пропорционально заданному току (i).
- Выпрямитель: Выпрямитель - это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный ток.
- Фильтр: Это устройство, которое используется для удаления примесей из жидкостей или газов.
- Модуль IoT: Это небольшое электронное устройство, встроенное в машины и вещи. Он используется для отправки и получения данных по беспроводной сети.
- Микроконтроллер Atmega328: Это IC (интегральная схема) встроены в электронные устройства и размер его очень маленький.
- Датчик температуры: Это один из типов датчиков, который используется для определения или измерения температуры окружающей среды и электронных устройств.
Электропроводность воды
Электропроводность воды пропускает ток, когда мы добавляем соль, сахар или любые другие растворители, которые растворяются в воде и могут распадаться на ионы. Ионы бывают двух типов: положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные ионы. Химические вещества или растворители, которые растворяются в ионах, также известны как электролиты. Ионы увеличивают способность воды проводить электричество. Проводимость воды высокая, когда присутствует больше ионов, и проводимость воды низкая, когда присутствует меньше ионов.
Примеры электропроводности
Чтобы проверить проводимость воды, растворенной в воде, нам понадобится аккумулятор (9в), дистиллированная вода, стакан, проволока, сахар, пищевая сода. В примеры электропроводности находятся
Пример 1: Правильно подсоедините провода к аккумулятору, возьмите 50 мл дистиллированной воды в стакан и вставьте провода аккумулятора в стакан, пузырьки газа в стакане не образуются, потому что дистиллированная вода не проводит электричество.
Пример 2: Точно так же правильно подсоедините провода к батарее, возьмите 50 мл водопроводной воды в стакан и вставьте провода аккумулятора в стакан, в стакане не образуются газовые пузырьки, потому что водопроводная вода также не проводит электричество.
Пример 3: Точно так же правильно подсоедините провода к батарее и возьмите 50 мл дистиллированной воды в стакан, добавьте немного пищевой соды и хорошо промойте его, вставьте провода батареи в стакан, в стакане будут образовываться пузырьки газа, потому что сода является хорошим проводником. который проводит электричество.
Уравнение электропроводности
Как мы знаем, Закон Ома то есть ток (I) равен отношению напряжения (В) и сопротивления (R). Это выражается как
I = V / R ——– уравнение (1)
Где 'Я' в данный момент
‘V’ - напряжение
«R» - сопротивление
Сопротивление определяется как произведение удельного сопротивления и длины на площадь поперечного сечения. Уравнение сопротивления выражается как
R = ρ * L / A ——– уравнение (2)
Где «R» - сопротивление
Из уравнения (2) удельное сопротивление выражается как
ρ = R * A / L ——– уравнение (3)
Где ‘ρ’ Удельное сопротивление
«L» - длина
Площадь поперечного сечения
Электропроводность определяется как величина, обратная удельному сопротивлению, и выражается как
σ = 1 / ρ ——— уравнение (4)
Подставив уравнение (3) в уравнение (4), получим
σ = 1 / R * A / L
Электропроводность (σ) = L / R * A ——– уравнение (5)
Электропроводность (σ) = L / R * A определяется
Мы знаем, что сила равна
F = Ee ——— уравнение (6)
F = ma ——— уравнение (7)
Где 'F' - сила
‘M’ масса
'А' - это ускорение
приравнивая уравнения (6) и (7), мы получим ускорение
Да = нет
a = Ee / m ——— уравнение (8)
Скорость дрейфа выражается как
V = aτ ———- уравнение (9)
Подставляя уравнение (8) в уравнение (9)
V = Ee / m * τ ——— уравнение (10)
Общая стоимость выражается как
DQ = env Добавить
DQ / dt = envA
где DQ / dt равно I, выраженному как
I = envA
I / A = env
Где I / A = J
Плотность тока (Дж) = env ——– уравнение (11)
Подставьте уравнение (10) в уравнение (11).
J = en * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Где проводимость (σ) = ne2τ / м ——– уравнение (12)
J = σ * E ——– уравнение (13)
Как мы знаем, проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению, то есть σ = 1 / ρ
Подставляем σ = 1 / ρ в уравнение (12).
J = E / ρ ——— уравнение (14)
Где время релаксации указано как
Время релаксации (τ) = λ√m / 3KBТек (15)
Подставляя уравнение (15) в уравнение (12), мы получаем уравнение проводимости в виде
Электропроводность (σ) = нетдваλ / √m * 3КB* Т
В формула электропроводности выводится.
Приложения
Некоторые важные приложения в промышленности:
- Очистка воды
- Обнаружение утечек
- Очистить на месте
- Обнаружение интерфейса
- Опреснение
Преимущества
К преимуществам такой проводимости можно отнести следующее.
- Быстрый
- Надежность
- Повторяемость
- Неразрушающий
- Прочный
- Недорого и т. Д.
Электрические проводимость это одна из хороших технологий, которые мы используем в повседневной жизни. Как мы знаем, раньше люди использовали спички, уголь и т. Д. Для обогрева, но теперь технология развивается. Каждое электрическое устройство состоит из проводов небольшого размера. Вот вам вопрос, какой проводник используется в мобильных телефонах?
