İletkenlik Neden Önemli?

İçerik

• Elektrik Temelleri
• İletkenlik Nedir?
• İletkenlik ve İletkenlik
• Elektriksel İletkenlik ve Su: Genel Bir Bakış
• İletkenliğin Sudaki Önemi
• Termal iletkenlik

Bir yüzme havuzunun etrafında çok fazla zaman harcayan herkes, insanların suya yakın elektrikli cihazlara sahip olma konusunda genellikle çok endişeli olduklarını keşfederler - dahası, takılı olmaları durumunda.

Bu, gerçekte, elektrik akımının bilinen akımlarının yakınında herhangi bir yerde yeterli su rezervinin bulunduğu çoğu durumda geçerlidir. Suyun iletkenliği sayesinde şeytani "küvetteki tost makinesi" suçu eski okuldaki cinayet gizemi hikayelerinde sevilen bir klişedir.

Buradaki amaç, akılda tutulması her zaman hayati önemde olsa da, elektrikle kendinize zarar vermeniz değildir; yetişkinlerin ve bu konuda ortaokuldaki çocukların, fizik bilseler veya bilmeseler de, herhangi bir biçimde mevcut su ile karıştırılmasından sakınmayı biliyorlar. (Aslında, parmaklarınız ıslakken plastik bir ışık anahtarına dokunduğunuzda, şok alma ihtimaliniz gibi bazı aşırı ihtiyatlı fikirler devam etmektedir.)

Şu an için daha önemli olan, elektriğin en azından “nasıl aktığını” sorusu. bazı en azından ne zaman sıvılar bazı katı maddeler içerebilir. Bu şekilde elektrikle etkileşime giren sadece su mu? Peki ya dökülen süt ya da meyve suyu? Ve daha genel olarak, maddenin hangi özelliklerinin değerine katkıda bulunduğu iletkenlik?

Elektrik Temelleri

Elektrik olarak bilinen fenomen, aslında hareketinden başka bir şey değildir. elektronlar bir tür fiziksel ortam veya materyal yoluyla.

Havayı bir malzeme olarak düşünmeyebilirsiniz, ama aslında, göremediğiniz, birçoğu elektriksel akışa katılabilen ve yapan çeşitli moleküller bakımından zengin hava. Elektronları açıkça göremezsiniz, bu yüzden elektriğe inanıyorsanız, şaşırtıcı derecede küçük şeylerin günlük malzemelerin davranışında büyük rol oynadığına inanmalısınız!

Farklı malzemeler, elektronların - ve onlarla birlikte elektrik yüklerinin - bireysel moleküler ve atomik yapılarına bağlı olarak farklı derecelerde geçişine izin verir. Elektronların sıkıştırılmasıyla karşılaşılan diğer küçük nesnelerle çarpışma ne kadar az olursa, söz konusu madde ile o kadar kolay iletilirler.

Akım akışı için genel denklem I = V / R, nerede ben amper cinsinden akım akışı, V Volt ("voltaj") cinsinden elektriksel potansiyel farkı ve R, ohmdaki dirençtir. Direniş, iletkenlikle ilgilidir, yakında öğreneceksiniz.

İletkenlik Nedir?

İletkenlik veya daha resmi olarak elektriksel iletkenlik, elektrik iletme yeteneğinin matematiksel bir ölçüsüdür. Yunan mektubu sigma ile temsil edilir (σ) ve SI (metrik sistem) birimi ise metre başına siemens (S / m).

İletkenlik sadece matematiksel karşılığıdır özdirenç. Dirençlilik, küçük Yunan harf rho (ρ) ile temsil edilir ve ohm-metre (Ωm) cinsinden ölçülür, bu S / m'nin karşılıklı ohm-metre (1 / Ωm veya Ωm olarak da tanımlanabileceği anlamına gelir)^-1). Ek olarak, bir sienin bir ohm'un karşılığı olduğunu görebilirsiniz. Dan beri iletken Gerçek dünyada bir şeylerin tersi. direnerek onun geçişi, bu fiziksel mantıklı.

Bir malzemenin iletkenliği, bu malzemenin kendine özgü bir özelliğidir ve siemens ünitesindeki "metre başına" olarak hesaplanan bir devrenin veya başka bir sistemin nasıl monte edildiğiyle ilgilidir. Bu, bu durumları içeren fizik problemlerinde sık sık bir tel olan bir maddenin direnciyle ilgilidir. R = ρL / A nerede L tel m ise ve uzunluğu bir m olarak kesit alanı².

İletkenlik ve İletkenlik

Belirtildiği gibi, iletkenlik deneysel düzeneğe bağlı değildir ve verilen bir malzemenin (katı, sıvı veya gaz) "nasıl" olduğunun bir yansımasıdır. Bazı malzemeler doğal olarak güçlü iletkenler (ve bu nedenle zayıf dirençler) sağlarken, diğerleri elektriği zayıf olarak kullanabilir veya hiç üretmeyebilir ve iyi dirençler (veya elektrik yalıtkanları) yapabilir.

Bir elektrik devresi ile, kurulumu, istediğiniz herhangi bir direnç elementi kombinasyonu ne olursa olsun, istediğiniz seviyedeki akımın elde edilmesi için düzenleyebilirsiniz. Direnç belirlenmiş olmasının nedeni budur R, ve birimlerinde uzunluğu yoktur; bir malzemenin değil, bir sistem özelliklerinin ölçüsüdür. Bu duruma göre, iletkenlik (harfle sembolize edilir) G, ve siemens cinsinden ölçülen) aynı şekilde çalışır. Ama normalde kullanımı daha uygun R, veya ρ gitmekten daha G, veya σ.

Bir benzetme olarak, bir futbol takımının teknik direktörünün bireysel oyuncularının gücünü ve hızını değiştirebileceğini düşünün, ama sonuçta, var olan her futbol takımının aynı temel kısıtlamaları vardır: 11 insan oyuncu bir tarafa, fiziksel olarak değişen yetenekler ancak aynı temel özelliklere sahip.

Elektriksel İletkenlik ve Su: Genel Bir Bakış

Bu makalede öğreneceğiniz en şok edici şey (ve bu sadece bir cinayet değil, dürüst!), Kesinlikle konuşulan suyun çok büyük bir elektrik iletkeni olduğudur. Demek ki saf H₂O (2: 1 oranında hidrojen ve oksijen) elektrik iletmez.

Hiç şüpheniz olmadığı gibi, bu, gerçekten saf su ile karşılaşmanın, esasen asla gerçekleşmeyen bir şey olduğu anlamına gelir. Laboratuar ortamında bile, iyonların (yüklü parçacıklar) saf buhardan, yani damıtılmış sudan konan suya "gizlenmesi" kolaydır.

Borulardan ve doğrudan doğal kaynaklardan gelen su, mineraller, kimyasallar ve çeşitli çözünmüş maddeler gibi safsızlıklar bakımından her zaman zengindir. Elbette bu mutlaka kötü bir şey değil; Okyanus suyundaki tuzun tümü, örneğin, oyununuz buysa, denizde yüzmeyi biraz kolaylaştırır.

Meydana geldiği zaman sofra tuzu (sodyum klorür veya NaCl), H içinde çözündüğünde yalıtım özelliklerinden su alabilir.₂Ö.

İletkenliğin Sudaki Önemi

ABD nehirlerinde suyun iletkenliği, yaklaşık 50 ila 1.500 uS / cm arasında değişmektedir. Balıkların gelişmesini sağlayan iç tatlı su akıntıları 150 ila 500 µS / cm arasında olma eğilimindedir. Yüksek veya düşük iletkenlik, suyun belirli balık türleri veya makro-omurgasızlar için uygun olmadığını gösterebilir. Endüstriyel sular 10.000 µS / cm kadar yüksek olabilir.

İletkenlik, örneğin akış suyu kalitesinin dolaylı bir ölçüsüdür. Her su yolu, içme suyu standardının temel iletkenliği olarak kullanılabilecek nispeten sabit bir aralığa sahiptir. Düzenli iletkenlik değerlendirmeleri, bir su iletkenlik ölçer. İletkenlikteki büyük değişiklikler, temizleme çabasına duyulan ihtiyacı gösterebilir.

Termal iletkenlik

Bu makale açıkça elektriksel iletkenlik hakkında. Yine de fizikte, biraz farklı olan ısının iletimini duyma ihtimaliniz vardır, çünkü ısı enerjide ölçülür, oysa enerji sağlayabilen elektrik değildir.

Malzemelerin termal iletkenliğindeki değişiklikler, genellikle aynı ölçekte olmamakla birlikte, elektriksel iletkenliğine paralel değişiklikler yapma eğilimindedir. Malzemelerin ilginç bir özelliği, çoğu ısıtıldıkça daha zayıf iletkenler haline gelmesine rağmen (sıcaklıklar arttıkça etrafta daha hızlı ve daha hızlı hareket eden partiküller olarak, elektronlara "müdahale etme olasılığı daha yüksektir), bu bir sınıf için doğru değildir. yarı iletkenler denilen malzemeler.