Prvý človek, ktorý experimentoval s elektrickou vodivosťou, je Stephen Gray. Je to anglický farbiar a astronóm. Narodil sa v Anglicku v decembri 1666 a zomrel v Londýne 7. februára 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson sú ďalší vedci, ktorí pri svojich experimentoch pozorovali proces elektrickej vodivosti pomocou rôznych druhov kovov. V dávnejších dobách ľudia používali uhlie na výrobu elektriny v priemysle, domoch, lodiach, motoroch, železných skrinkách atď. Tento článok pojednáva o elektrickej vodivosti.

Čo je to elektrická vodivosť?

Elektrická vodivosť je definovaná ako jeden typ vodivosti, ktorý má schopnosť látky alebo materiálu viesť elektrinu cez vymedzenú oblasť. Môžeme ju tiež nazvať vodivosť alebo Elektrolytová vodivosť alebo vodivosť alebo EC. Symbol elektrickej vodivosti je predstavovaný sigmou (σ).

Ak sú v roztoku ióny, potom elektrinu prenášajú iba látky. Ióny sú definované ako častica, ktorá v roztoku nesie kladné (+) alebo záporné (-) náboje. Meria sa EC metrom. Jednotka vodivosti: Jednotka vodivosti SI je Siemen’s per meter (s / m), ktorú vynašli Werner Von Siemens a Johann Georg Halske.

Prehľad elektrickej vodivosti

Elektrická vodivosť je proces, ktorý vedie elektrinu pomocou rôznych kovov. Zariadenia, ktoré sú elektrické, sa prevádzajú elektrická energia do iných energií. Elektrické zariadenia spotrebúvajú viac energie na vedenie prúdu a pracuje iba s vysokým napätím. Niektoré z elektrických zariadení sú ohrievače vody, televízory, mikrovlnné rúry, sušiče vlasov, brúsky, vysávače, ventilátory, chladničky atď.

V súčasnosti získavame elektrinu pomocou rôznych druhov kovov, ako sú striebro, hliník, zlato, voda, mosadz, cín, olovo, ortuť, grafit, meď, oceľ, železo, morská voda, citrónová šťava, betón atď. vodičov ktoré vedú elektrinu. Medzi zlé vodiče patria napríklad sklo, papier, drevo, med, plasty, guma, vzduch, síra, plyny, oleje, diamanty atď., Ktoré nevedú elektrinu.

Materiály sú dvoch druhov, sú to kovy a nekovy. The elektrická vodivosť kovov sú kovy dobré vodiče, ktoré vedú elektrinu, a nekovy sú zlé vodiče, ktoré nevedú elektrinu.

druhov materiálov

EC meter

EC meter sa používa na meranie elektrickej vodivosti vody na kontrolu čistoty vody. Skladá sa z štvorcovej vlny 24 kHz generátor , senzor platinovej sondy, I – V prevodník, usmerňovač, filter, modul IoT, Atmega 328 mikrokontrolér a teplotný senzor . Bloková schéma počítadla EC je uvedená nižšie:

blokový diagram merača ec

Generátor štvorcových vĺn: Generátor štvorcových vĺn generuje iba digitálne signály v štvorcovom tvare vlny, pretože úrovne amplitúdy sú konečné.
Platinový snímač sondy: Výstup generátora štvorcových vĺn je daný ako vstup do sondy snímača, ktorá je vyrobená z platiny. Jedná sa o zariadenie, ktoré slúži na zisťovanie zmien v prostredí.
Prevodník I - V: Používa sa na výrobu napätia (v), ktoré je úmerné danému prúdu (i).
Usmerňovač: Usmerňovač je elektrické zariadenie, ktoré prevádza striedavý prúd (striedavý prúd) na jednosmerný prúd (jednosmerný prúd).
Filtrovať: Jedná sa o zariadenie, ktoré sa používa na odstránenie nečistôt v kvapalinách alebo plynoch.
Modul IoT: Je to malé elektronické zariadenie zabudované do strojov a vecí. Používa sa na odosielanie a prijímanie údajov prostredníctvom bezdrôtovej siete.
Mikrokontrolér Atmega328: Je to IC (integrovaný obvod) zabudované v elektronických zariadeniach a jeho veľkosť je veľmi malá.
Teplotný senzor: Je to jeden typ snímača, ktorý sa používa na detekciu alebo snímanie teploty v prostredí a elektronických zariadeniach.

Elektrická vodivosť vody

Elektrická vodivosť vody prechádza prúdom, keď do nej pridáme soľ, cukor alebo akékoľvek iné rozpúšťadlá, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, a môžu sa rozpadnúť na ióny. Ióny sú dva typy, sú to kladne nabité ióny a záporne nabité ióny. Chemikálie alebo rozpúšťadlá, ktoré sa rozpúšťajú do iónov, sú tiež známe ako elektrolyty. Schopnosť vody zvyšovať ióny viesť elektrinu. Vodivosť vody je vysoká, ak je prítomných viac iónov, a vodivosť vody je nízka, ak je prítomných menej iónov.

Príklady elektrickej vodivosti

Na testovanie vodivosti vody rozpustenej vo vode potrebujeme batériu (9v), destilovanú vodu, kadičku, drôt, cukor, sódu bikarbónu. The príklady elektrickej vodivosti sú

Príklad 1: Pripojte drôty k batérii správne a do kadičky odoberte 50 ml destilovanej vody a vložte káble batérie do kadičky, v kadičke sa nevytvárajú bublinky plynu, pretože destilovaná voda nevedie elektrinu.

Príklad 2: Podobne správne pripojte vodiče k batérii a do kadičky odoberte 50 ml vody z vodovodu a vodiče batérie vložte do kadičky, v kadičke sa nevytvárajú plynové bubliny, pretože voda z vodovodu tiež nevedie elektrinu.

Príklad 3: Podobne správne pripojte drôty k batérii a do kadičky vezmite 50 ml destilovanej vody a pridajte trochu sódy bikarbóny a dobre ju opláchnite, vložte káble batérie do kadičky, v kadičke sa vytvoria plynové bubliny, pretože sóda je dobrý vodič. ktorá vedie elektrinu.

“rozdiel medzi d západkou a d preklopným obvodom ”

Rovnica elektrickej vodivosti

Ako vieme, že Ohmov zákon tj prúd (I) sa rovná pomeru napätia (V) a odporu (R). Vyjadruje sa ako

I = V / R ——– ekv. (1)

Kde „I“ je aktuálne

„V“ je napätie

„R“ je odpor

Odpor je definovaný ako súčin rezistivity a dĺžky prierezom. Rovnica odporu je vyjadrená ako

R = ρ * L / A ——– ekv. (2)

Kde „R“ je odpor

Z rovnice (2) je odpor vyjadrený ako

ρ = R * A / L ——– ekv. (3)

Kde „ρ“ Odpor

„L“ je dĺžka

Plocha prierezu

Vodivosť je definovaná ako prevrátená hodnota odporu a je vyjadrená ako

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Nahradením eq (3) v eq (4) dostaneme

σ = 1 / R * A / L

Vodivosť (σ) = L / R * A ——– ekv. (5)

“Schéma ovládacej dosky motora bežeckého pásu ”

Je odvodená elektrická vodivosť (σ) = L / R * A

Vieme, že sila sa rovná

F = Ee ——— ekv (6)

F = ma ——— ekv (7)

Kde „F“ je sila

„M“ je hmotnosť

„A“ je zrýchlenie

rovnica eq (6) a (7) získa zrýchlenie

Áno = nie

a = Ee / m ——— ekv (8)

Rýchlosť driftu je vyjadrená ako

V = aτ ———- ekv (9)

Nahradenie eq (8) v eq (9)

V = Ee / m * τ ——— ekv (10)

“ako je ohmmeter pripojený k obvodu ”

Celkový poplatok je vyjadrený ako

DQ = env Pridať

DQ / dt = envA

kde DQ / dt sa rovná I, vyjadrené ako

I = envA

I / A = env

Kde I / A = J

Hustota prúdu (J) = env ——– ekv (11)

Náhradník eq (10) v eq (11)

J = en * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * E

Kde vodivosť (σ) = ne2τ / m ——– ekv (12)

J = σ * E ——– ekv. (13)

Ako vieme, vodivosť je prevrátená na odpor, tj. Σ = 1 / ρ

Náhradník σ = 1 / ρ v ekv. (12)

J = E / ρ ——— ekv (14)

Kde je čas odpočinku uvedený ako

Relaxačný čas (τ) = λ√m / 3K_BTeq (15)

Dosadením eq (15) do eq (12) dostaneme rovnicu vodivosti ako

Vodivosť (σ) = č^dvaλ / √m * 3K_B* T

The vzorec elektrickej vodivosti je odvodené.

Aplikácie

Niektoré dôležité aplikácie v priemysle sú

Úprava vody
Detekcia úniku
Vyčistite na danom mieste
Detekcia rozhrania
Odsoľovanie

Výhody

Medzi výhody tejto vodivosti patria nasledujúce.

Rýchlo
Spoľahlivosť
Opakovateľnosť
Nedeštruktívne
Odolné
Lacné atď

Elektrické vodivosť je jednou z dobrých technológií, ktoré používame v každodennom živote. Ako vieme, v dávnejších dobách ľudia používali palivové tyčinky, uhlie atď. Na tepelné účely, ale teraz je táto technológia vyvinutá. Každé elektrické zariadenie je zložené z vodičov malých rozmerov. Tu je otázka, ktorý vodič používa v mobilných telefónoch?