İletkenlik: Tanım|Denklemler|Ölçümler|Uygulamalar
Elektriksel iletkenliksoyut bir kavramdan çok daha fazlasıdır; elinizdeki en son elektronik cihazlardan şehirlerimizi aydınlatan devasa güç dağıtım şebekelerine kadar her şeye sessizce güç sağlayan, birbirine bağlı dünyamızın temel omurgasıdır.
Mühendisler, fizikçiler, malzeme bilimcileri veya maddenin davranışını gerçekten anlamak isteyen herkes için iletkenliğe hakim olmak vazgeçilmezdir. Bu derinlemesine rehber, iletkenliğin kesin bir tanımını sunmakla kalmaz, aynı zamanda kritik önemini de ortaya koyar, onu etkileyen faktörleri inceler ve yarı iletkenler, malzeme bilimi ve yenilenebilir enerji gibi çeşitli alanlardaki en son uygulamalarını vurgular. Bu temel özelliği anlamanın elektrik dünyasına dair bilginizi nasıl kökten değiştirebileceğini keşfetmek için tıklamanız yeterli.
İçindekiler:
2. İletkenliği Etkileyen Faktörler
4. İletkenlik Nasıl Ölçülür: Denklemler
5. İletkenliği Ölçmek İçin Kullanılan Araçlar
İletkenlik Nedir?
Elektriksel iletkenlik (σ), bir malzemenin elektrik akımı akışını destekleme kapasitesini ölçen temel bir fiziksel özelliktirEsasen, yük taşıyıcılarının, özellikle metallerdeki serbest elektronların bir maddeyi ne kadar kolay geçebileceğini belirler. Bu temel özellik, mikroişlemcilerden belediye elektrik altyapısına kadar sayısız uygulama için sağlam bir temel oluşturur.
İletkenliğin karşılıklı kısmı olarak elektriksel direnç (ρ) akım akışına karşıtlıktır. Bu nedenle,düşük direnç doğrudan yüksek iletkenliğe karşılık gelirBu ölçüm için standart uluslararası birim Siemens/metre'dir (S/e), santimetre başına milisiemens (mS/cm) kimyasal ve çevresel analizlerde yaygın olarak kullanılır.
İletkenlik ve Direnç: İletkenler ve Yalıtkanlar
Olağanüstü iletkenlik (σ), malzemeleri iletken olarak tanımlarken, belirgin özdirenç (ρ) onları ideal yalıtkanlar haline getirir. Temel olarak, malzeme iletkenliğindeki bu keskin karşıtlık, hareketli yük taşıyıcılarının farklı bulunabilirliğinden kaynaklanır.
Yüksek İletkenlik (İletkenler)
Bakır ve alüminyum gibi metaller son derece yüksek iletkenliğe sahiptir. Bu, tek tek atomlara güçlü bir şekilde bağlı olmayan, kolayca hareket edebilen değerlik elektronlarından oluşan geniş bir "deniz" içeren atomik yapılarından kaynaklanır. Bu özellik onları elektrik kabloları, enerji iletim hatları ve yüksek frekanslı devre hatları için vazgeçilmez kılar.
Eğer maddelerin elektrik iletkenliği hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, hayatınızdaki tüm maddelerin elektrik iletkenliğini ortaya çıkarmaya odaklanan yazımızı okumaktan çekinmeyin.
Düşük İletkenlik (Yalıtkanlar)
Kauçuk, cam ve seramik gibi malzemeler yalıtkan olarak bilinir. Çok az serbest elektrona sahip olduklarından veya hiç serbest elektrona sahip olmadıklarından, elektrik akımının geçişine karşı güçlü bir direnç gösterirler. Bu özellik, onları tüm elektrik sistemlerinde güvenlik, izolasyon ve kısa devrelerin önlenmesi açısından hayati önem taşır.
İletkenliği Etkileyen Faktörler
Elektriksel iletkenlik, temel bir malzeme özelliğidir, ancak yaygın bir yanılgının aksine, sabit bir sabit değildir. Bir malzemenin elektrik akımını iletme kabiliyeti, dış çevresel değişkenlerden ve hassas bileşim mühendisliğinden önemli ve öngörülebilir bir şekilde etkilenebilir. Bu faktörleri anlamak, modern elektronik, algılama ve enerji teknolojilerinin temelini oluşturur:
1. Dış Faktörler İletkenliği Nasıl Etkiler?
Malzemenin yakın çevresi, yük taşıyıcılarının (genellikle elektronlar veya boşluklar) hareketliliği üzerinde önemli bir kontrol uygular. Bunları ayrıntılı olarak inceleyelim:
1. Termal Etkiler: Sıcaklığın Etkisi
Sıcaklık, elektriksel direnç ve iletkenliğin belki de en evrensel değiştiricisidir.
Saf metallerin büyük çoğunluğu için,iletkenlik sıcaklık arttıkça azalırIsıl enerji, metalin atomlarının (kristal kafes) daha büyük bir genlikle titreşmesine neden olur ve sonuç olarak, bu yoğunlaşan kafes titreşimleri (veya fononlar), saçılma olaylarının frekansını artırarak değerlik elektronlarının düzgün akışını etkili bir şekilde engeller. Bu olgu, aşırı ısınan tellerin neden güç kaybına yol açtığını açıklar.
Yarı iletkenlerde ve yalıtkanlarda ise iletkenlik, sıcaklık arttıkça önemli ölçüde artar. Eklenen termal enerji, elektronları değerlik bandından bant aralığı boyunca iletkenlik bandına doğru uyarır, böylece daha fazla sayıda hareketli yük taşıyıcısı oluşturur ve özdirenci önemli ölçüde azaltır.
2. Mekanik Stres: Basınç ve Zorlanmanın Rolü
Mekanik basınç uygulanması, bir malzemenin atom aralığını ve kristal yapısını değiştirebilir, bu da iletkenliği etkiler ve bu, piezorezistif sensörlerde kritik bir olgudur.
Bazı malzemelerde, basınç atomları birbirine yaklaştırarak elektron orbitallerinin örtüşmesini artırır ve yük taşıyıcılarının hareketini kolaylaştırarak iletkenliği artırır.
Silisyum gibi malzemelerde, germe (çekme gerilimi) veya sıkıştırma (basınç gerilimi), elektron enerji bantlarını yeniden düzenleyerek yük taşıyıcılarının etkin kütlesini ve hareketliliğini değiştirebilir. Bu hassas etki, gerinim ölçerlerde ve basınç dönüştürücülerde kullanılır.
2. Kirliliğin İletkenliği Nasıl Etkilediği
Katı hal fiziği ve mikroelektronik alanında, elektriksel özellikler üzerinde nihai kontrol, öncelikle katkılama yoluyla, kompozisyon mühendisliği yoluyla sağlanır.
Doping, silisyum veya germanyum gibi yüksek oranda saflaştırılmış, içsel bir temel malzemeye, eser miktarda belirli safsızlık atomlarının (genellikle milyonda parça olarak ölçülür) son derece kontrollü bir şekilde sokulmasıdır.
Bu süreç sadece iletkenliği değiştirmekle kalmıyor; aynı zamanda hesaplama için gerekli olan öngörülebilir, asimetrik elektriksel davranışı yaratmak için malzemenin taşıyıcı tipini ve konsantrasyonunu da temel olarak uyarlıyor:
N-Tipi Doping (Negatif)
Konak malzemeden (örneğin, 4 değerlikli Silisyum) daha fazla değerlik elektronuna sahip bir elementin (örneğin, 5 değerlikli Fosfor veya Arsenik) tanıtılması. Fazladan elektron kolayca iletim bandına verilir ve bu da elektronu birincil yük taşıyıcısı yapar.
P Tipi Doping (Pozitif)
Daha az değerlik elektronuna sahip bir elementin (örneğin, 3 değerlik elektronuna sahip Bor veya Galyum) tanıtılması, pozitif yük taşıyıcısı görevi gören bir elektron boşluğu veya 'delik' yaratır.
İletkenliği doping yoluyla hassas bir şekilde kontrol etme yeteneği dijital çağın motorudur:
Yarı iletken aygıtlar için, oluşturmak için kullanılırp-nBağlantı noktaları, diyot ve transistörlerin aktif bölgeleri olup, akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verir ve Entegre Devrelerde (IC) çekirdek anahtarlama elemanları olarak görev yapar.
Termoelektrik cihazlar için iletkenlik kontrolü, güç üretimi ve soğutma için kullanılan malzemelerde iyi elektriksel iletkenliğe (yükü hareket ettirmek için) karşı zayıf termal iletkenliğe (sıcaklık gradyanını korumak için) olan ihtiyacı dengelemek için çok önemlidir.
Gelişmiş algılama perspektifinden bakıldığında, malzemeler kimyasal dirençler oluşturmak için katkılanabilir veya kimyasal olarak değiştirilebilir; bu dirençlerin iletkenliği belirli gazlara veya moleküllere bağlandığında önemli ölçüde değişir ve bu da son derece hassas kimyasal sensörlerin temelini oluşturur.
İletkenliği anlamak ve hassas bir şekilde kontrol etmek, yeni nesil teknolojilerin geliştirilmesi, optimum performansın sağlanması ve bilim ve mühendisliğin hemen her sektöründe verimliliğin en üst düzeye çıkarılması açısından kritik öneme sahip olmaya devam ediyor.
İletkenlik Birimleri
İletkenlik için standart SI birimi metre başına Siemens'tir (S/m). Ancak çoğu endüstriyel ve laboratuvar ortamında, santimetre başına Siemens (S/cm) daha yaygın temel birimdir. İletkenlik değerleri birçok büyüklük mertebesini kapsayabildiğinden, ölçümler genellikle önekler kullanılarak ifade edilir:
1. Santimetre başına mikroSiemens (mS/cm), de-iyonize veya ters ozmoz (RO) suyu gibi düşük iletkenliğe sahip sıvılar için kullanılır.
2. Santimetre başına miliSiemens (mS/cm), musluk suyu, proses suyu veya acı su çözeltileri için yaygındır(1 mS/cm = 1.000 μS/cm).
3. Metre başına desiSiemens (dS/m) tarımda sıklıkla kullanılır ve mS/cm'ye eşittir (1 dS/m = 1 mS/cm).
İletkenlik Nasıl Ölçülür: Denklemler
Ailetkenlik ölçerİletkenliği doğrudan ölçmez. Bunun yerine, iletkenliği (Siemens cinsinden) ölçer ve ardından sensöre özgü bir Hücre Sabiti (K) kullanarak iletkenliği hesaplar. Bu sabit (cm birimiyle)-1) sensörün geometrisinin fiziksel bir özelliğidir. Cihazın temel hesaplaması şudur:
İletkenlik (S/cm) = Ölçülen İletkenlik (S) × Hücre Sabiti (K, cm⁻¹ cinsinden)
Bu ölçümü elde etmek için kullanılan yöntem uygulamaya bağlıdır. En yaygın yöntem, sıvıyla doğrudan temas halinde olan elektrotlar (genellikle grafit veya paslanmaz çelik) kullanan temaslı (Potansiyometrik) sensörleri içerir. Saf su gibi düşük iletkenliğe sahip uygulamalar için basit bir 2 elektrotlu tasarım etkilidir. Daha gelişmiş 4-elektrotsensörlersağlamakçok daha geniş bir aralıkta yüksek doğruluk sağlar ve orta düzeyde elektrot kirlenmesinden kaynaklanan hatalara daha az duyarlıdır.
Elektrotların kirlenebileceği veya aşınabileceği sert, aşındırıcı veya yüksek iletkenliğe sahip çözeltiler için endüktif (Toroidal) sensörler devreye girer. Bu temassız sensörler, dayanıklı bir polimer içine yerleştirilmiş iki tel sarılı bobin içerir. Bobinlerden biri çözeltide bir elektrik akımı döngüsü oluştururken, ikincisi sıvının iletkenliğiyle doğru orantılı olan bu akımın büyüklüğünü ölçer. Bu tasarım, hiçbir metal parçanın işleme maruz kalmaması nedeniyle son derece dayanıklıdır.
İletkenlik ve Sıcaklık Ölçümleri
İletkenlik ölçümleri sıcaklığa büyük ölçüde bağlıdır. Bir sıvının sıcaklığı arttıkça, iyonları daha hareketli hale gelir ve ölçülen iletkenliğin artmasına (genellikle °C başına yaklaşık %2) neden olur. Ölçümlerin doğru ve karşılaştırılabilir olmasını sağlamak için, evrensel olarak kullanılan standart bir referans sıcaklığına göre normalleştirilmeleri gerekir.25°C.
Modern iletkenlik ölçerler bu düzeltmeyi otomatik olarak birentegresıcaklıksensörOtomatik Sıcaklık Telafisi (ATC) olarak bilinen bu işlem, bir düzeltme algoritması (doğrusal formül gibi) uygularG 25 = G_t/[1+α(T-25)]) iletkenliği 25°C'de ölçülmüş gibi bildirmek için.
Nerede:
G₂₅= 25°C'de Düzeltilmiş İletkenlik;
G_t= İşlem sıcaklığında ölçülen ham iletkenlikT;
T= Ölçülen işlem sıcaklığı (°C cinsinden);
α (alfa)= Çözeltinin sıcaklık katsayısı (örneğin, NaCl çözeltileri için 0,0191 veya 1,91%/°C).
Ohm Yasası ile İletkenliği Ölçün
Elektrik biliminin temel taşlarından biri olan Ohm Yasası, bir malzemenin elektriksel iletkenliğini (σ) ölçmek için pratik bir çerçeve sağlar. Bu ilke,voltaj (V), akım (I) ve direnç (R) arasında doğrudan bir ilişki kurarBu yasayı bir malzemenin fiziksel geometrisini de kapsayacak şekilde genişleterek, onun içsel iletkenliği türetilebilir.
İlk adım, Ohm Yasası'nı (R = V/I) belirli bir malzeme örneğine uygulamaktır. Bu, iki hassas ölçüm almayı gerektirir: örnek üzerine uygulanan voltaj ve bunun sonucunda içinden geçen akım. Bu iki değerin oranı, örneğin toplam elektrik direncini verir. Ancak hesaplanan bu direnç, söz konusu örneğin boyutuna ve şekline özgüdür. Bu değeri normalleştirmek ve malzemenin doğal iletkenliğini belirlemek için fiziksel boyutlarının hesaba katılması gerekir.
İki kritik geometrik faktör, numunenin uzunluğu (L) ve kesit alanıdır (A). Bu unsurlar tek bir formülde birleştirilmiştir: σ = L / (R^A).
Bu denklem, direncin ölçülebilir, dışsal özelliğini, iletkenliğin temel, içsel özelliğine etkili bir şekilde dönüştürür. Nihai hesaplamanın doğruluğunun, ilk verilerin kalitesine doğrudan bağlı olduğunu bilmek kritik önem taşır. V, I, L veya A ölçümlerinde herhangi bir deneysel hata, hesaplanan iletkenliğin geçerliliğini tehlikeye atacaktır.
İletkenliği Ölçmek İçin Kullanılan Araçlar
Endüstriyel proses kontrolünde, su arıtımında ve kimyasal üretimde, elektriksel iletkenlik yalnızca pasif bir ölçüm değil, aynı zamanda kritik bir kontrol parametresidir. Doğru ve tekrarlanabilir veriler elde etmek, tek ve çok amaçlı bir araçla mümkün değildir. Bunun yerine, her bir bileşenin belirli bir görev için seçildiği, eksiksiz ve uyumlu bir sistem oluşturulması gerekir.
Sağlam bir iletkenlik sistemi iki temel parçadan oluşur: denetleyici (beyin) ve sensör (duyular). Her ikisinin de uygun kalibrasyon ve telafi ile desteklenmesi gerekir.
1. Çekirdek: İletkenlik Kontrol Cihazı
Sistemin merkezi merkezioçevrimiçiiletkenlik kontrolörü, yalnızca bir değeri görüntülemekten çok daha fazlasını yapar. Bu kontrolör, sensöre güç vererek, ham sinyali işleyerek ve verileri kullanışlı hale getirerek "beyin" görevi görür. Temel işlevleri şunlardır:
① Otomatik Sıcaklık Telafisi (ATC)
İletkenlik sıcaklığa karşı oldukça hassastır. Endüstriyel bir kontrol cihazı, örneğinSUP-TDS210-Bveyayüksek hassasiyetliSUP-EC8.0, her okumayı otomatik olarak 25°C standardına geri döndürmek için entegre bir sıcaklık elemanı kullanır. Bu, doğruluk için önemlidir.
② Çıkışlar ve Alarmlar
Bu üniteler ölçümü PLC için 4-20mA sinyaline dönüştürür veya alarmlar ve dozaj pompası kontrolü için röleleri tetikler.
③ Kalibrasyon Arayüzü
Kontrolör, düzenli ve basit kalibrasyonlar gerçekleştirmek üzere bir yazılım arayüzü ile yapılandırılmıştır.
2. Doğru Sensörün Seçilmesi
En kritik nokta, sensör (veya prob) seçimidir; çünkü teknolojisi sıvınızın özelliklerine uygun olmalıdır. Yanlış sensör kullanımı, ölçüm başarısızlığının bir numaralı nedenidir.
Saf Su ve Ters Ozmoz Sistemleri İçin (Düşük İletkenlik)
Ters ozmoz, deiyonize su veya kazan besleme suyu gibi uygulamalar için sıvı çok az iyon içerir. Burada, iki elektrotlu bir iletkenlik sensörü (örneğinoSUP-TDS7001) ideal bir seçimdirtoölçümsuyun iletkenliğiTasarımı, düşük iletkenlik seviyelerinde yüksek hassasiyet ve doğruluk sağlar.
Genel Amaçlı ve Atık Su İçin (Orta-Yüksek İletkenlik)
Kirli çözeltilerde, askıda katı maddeler içeren veya geniş bir ölçüm aralığına sahip (atık su, musluk suyu veya çevresel izleme gibi) sensörler kirlenmeye eğilimlidir. Böyle bir durumda, dört elektrotlu bir iletkenlik sensörü gibioSUP-TDS7002 üstün bir çözümdür. Bu tasarım, elektrot yüzeylerindeki birikimlerden daha az etkilenir ve değişken koşullarda çok daha geniş, daha kararlı ve daha güvenilir bir okuma sağlar.
Sert Kimyasallar ve Bulamaçlar İçin (Agresif ve Yüksek İletkenlikli)
Asitler, bazlar veya aşındırıcı bulamaçlar gibi agresif ortamları ölçerken, geleneksel metal elektrotlar hızla aşınır ve bozulur. Çözüm, temassız endüktif (toroidal) bir iletkenlik sensörüdür.oSUP-TDS6012Bu sensör, sensörün hiçbir parçasına temas etmeden sıvıda akım oluşturmak ve ölçmek için iki kapsüllenmiş bobin kullanır. Bu sayede korozyona, kirlenmeye ve aşınmaya karşı neredeyse tamamen dayanıklıdır.
3. Süreç: Uzun Vadeli Doğruluğun Sağlanması
Sistemin güvenilirliği kritik bir süreç olan kalibrasyonla sağlanır. Ne kadar gelişmiş olursa olsun, bir kontrolör ve sensör, birbilinenreferansçözüm(iletkenlik standardı) doğruluğu garanti altına almak için kullanılır. Bu işlem, zamanla oluşabilecek küçük sensör kaymalarını veya kirlenmelerini telafi eder. İyi bir kontrol cihazı, örneğinoSUP-TDS210-C, bunu basit, menü odaklı bir prosedür haline getirir.
Hassas iletkenlik ölçümü elde etmek, akıllı sistem tasarımının bir parçasıdır. Bu, akıllı bir kontrol cihazının, özel uygulamanız için tasarlanmış bir sensör teknolojisiyle eşleştirilmesini gerektirir.
Elektriği iletmek için en iyi malzeme hangisidir?
Elektrik iletimi için en iyi malzeme, tüm elementler arasında en yüksek elektriksel iletkenliğe sahip olan saf gümüştür (Ag). Ancak, yüksek maliyeti ve kararma (oksitlenme) eğilimi, yaygın kullanımını sınırlar. Çoğu pratik kullanım için bakır (Cu), çok daha düşük bir maliyetle ikinci en iyi iletkenliği sunduğu ve oldukça sünek olduğu için standarttır; bu da onu kablolama, motorlar ve transformatörler için ideal kılar.
Öte yandan, altın (Au), hem gümüş hem de bakırdan daha az iletken olmasına rağmen, zamanla sinyal bozulmasını önleyen üstün korozyon direncine (kimyasal atalet) sahip olduğundan hassas, düşük voltajlı kontaklar için elektronikte hayati önem taşır.
Son olarak alüminyum (Al), hacimce bakıra göre daha düşük iletkenliğe sahip olmasına rağmen daha hafif ve düşük maliyetli olması nedeniyle önemli avantajlar sağladığından uzun mesafeli, yüksek gerilimli iletim hatlarında kullanılır.
İletkenliğin Uygulamaları
Bir malzemenin elektrik akımını iletme yeteneği olan elektriksel iletkenlik, teknolojiyi yönlendiren temel bir özelliktir. Uygulama alanı, büyük ölçekli enerji altyapısından mikro ölçekli elektronik cihazlara ve çevresel izleme sistemlerine kadar her şeyi kapsar. Bu özelliğin hayati önem taşıdığı başlıca uygulamalar şunlardır:
Güç, Elektronik ve Üretim
Yüksek iletkenlik elektrik dünyamızın temelini oluştururken, kontrollü iletkenlik endüstriyel süreçler için hayati önem taşır.
Güç İletimi ve Kablolama
Bakır ve alüminyum gibi yüksek iletkenliğe sahip malzemeler, elektrik kabloları ve uzun mesafeli elektrik hatları için standarttır. Düşük dirençleri, elektrik kaçağını en aza indirir.2R (Joule) ısı kayıpları, verimli enerji iletimi sağlar.
Elektronik ve Yarı İletkenler
Mikro düzeyde, Baskılı Devre Kartları (PCB'ler) ve konektörler üzerindeki iletken izler, sinyal yollarını oluşturur. Yarı iletkenlerde ise, silikonun iletkenliği hassas bir şekilde ayarlanarak (katkılanarak) tüm modern entegre devrelerin temeli olan transistörler oluşturulur.
Elektrokimya
Bu alan, elektrolitlerin iyonik iletkenliğine dayanır. Bu prensip, pillerin, yakıt hücrelerinin ve elektrokaplama, metal rafinasyonu ve klor üretimi gibi endüstriyel süreçlerin motorudur.
Kompozit Malzemeler
İletken dolgu maddeleri (karbon veya metal lifler gibi), belirli elektriksel özelliklere sahip kompozitler oluşturmak için polimerlere eklenir. Bunlar, hassas cihazları korumak için elektromanyetik koruma (EMI) ve üretimde elektrostatik deşarj (ESD) koruması için kullanılır.
İzleme, Ölçüm ve Tanılama
İletkenliğin ölçümü, özelliğin kendisi kadar kritik olup güçlü bir analitik araçtır.
Su Kalitesi ve Çevre İzleme
İletkenlik ölçümü, su saflığını ve tuzluluğunu değerlendirmek için birincil bir yöntemdir. Çözünmüş iyonik katılar (TDS) iletkenliği doğrudan artırmak için, içme suyunu izlemek amacıyla sensörler kullanılır,üstesinden gelmekatık sutedavive tarımda toprak sağlığını değerlendirmek.
Tıbbi Tanı
İnsan vücudu biyoelektrik sinyallerle çalışır. Elektrokardiyografi (EKG) ve Elektroensefalografi (EEG) gibi tıbbi teknolojiler, vücuttaki iyonların ilettiği küçük elektrik akımlarını ölçerek çalışır ve kalp ve nörolojik rahatsızlıkların teşhisine olanak tanır.
Proses Kontrol Sensörleri
Kimyasal olarakVeyiyeceküretmeİletkenlik sensörleri, prosesleri gerçek zamanlı olarak izlemek için kullanılır. Konsantrasyon değişikliklerini tespit edebilir, farklı sıvılar arasındaki arayüzleri belirleyebilir (örneğin, yerinde temizleme sistemlerinde) veya kirlilik ve kontaminasyon konusunda uyarı verebilirler.
SSS
S1: İletkenlik ile özdirenç arasındaki fark nedir?
A: İletkenlik (σ), bir malzemenin elektrik akımına izin verme kabiliyetidir ve metre başına Siemens (S/m) cinsinden ölçülür. Özdirenç (ρ), akıma karşı koyma kabiliyetidir ve Ohm-metre (Ω⋅m) cinsinden ölçülür. Bunlar doğrudan matematiksel karşılıklardır (σ=1/ρ).
S2: Metallerin iletkenliği neden yüksektir?
C: Metaller, değerlik elektronlarının tek bir atoma bağlı olmadığı metalik bağ kullanır. Bu, malzeme içinde serbestçe hareket eden ve voltaj uygulandığında kolayca akım oluşturan, yerel olmayan bir "elektron denizi" oluşturur.
S3: İletkenlik değiştirilebilir mi?
C: Evet, iletkenlik dış koşullara karşı oldukça hassastır. En yaygın faktörler sıcaklıktır (sıcaklık artışı metallerde iletkenliği azaltırken suda artırır) ve safsızlıkların varlığıdır (metallerdeki elektron akışını bozan veya suya iyon ekleyen).
S4: Kauçuk ve cam gibi malzemeleri iyi bir yalıtkan yapan nedir?
C: Bu malzemeler, tüm değerlik elektronlarının sıkıca tutulduğu güçlü kovalent veya iyonik bağlara sahiptir. Hareket edecek serbest elektronları olmadığı için elektrik akımını destekleyemezler. Bu, çok büyük bir "enerji bant aralığı" olarak bilinir.
S5: Suda iletkenlik nasıl ölçülür?
C: Bir ölçüm cihazı, çözünmüş tuzların iyonik iletkenliğini ölçer. Probu suya AC voltaj uygulayarak çözünmüş iyonların (Na+ veya Cl− gibi) hareket etmesine ve bir akım oluşturmasına neden olur. Ölçüm cihazı bu akımı ölçer, sıcaklığa göre otomatik olarak düzeltme yapar ve sensörün "hücre sabitini" kullanarak nihai değeri (genellikle μS/cm cinsinden) bildirir.
Gönderim zamanı: 24-Eki-2025