Pierwszą osobą, która eksperymentowała z przewodnictwem elektrycznym, był Stephen Gray. Jest angielskim farbiarzem i astronomem. Urodził się w Anglii w grudniu 1666 roku i zmarł w Londynie 7 lutego 1736 roku. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Om , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson to inni naukowcy, którzy obserwowali proces przewodnictwa elektrycznego przy użyciu różnych rodzajów metali w swoich eksperymentach. Wcześniej ludzie używali węgla do produkcji energii elektrycznej w przemyśle, domach, statkach, silnikach, żelaznych skrzyniach itp. W tym artykule omówiono przegląd przewodnictwa elektrycznego.
Co to jest przewodność elektryczna?
Przewodnictwo elektryczne definiuje się jako jeden rodzaj przewodnictwa, który ma zdolność substancji lub materiałów do przewodzenia energii elektrycznej na określonym obszarze, możemy go również nazwać przewodnictwem lub Przewodnictwo elektrolitu lub przewodnictwo lub EC. Symbol przewodnictwa elektrycznego jest reprezentowany przez sigma (σ).
Gdy w roztworze obecne są jony, tylko substancje przenoszą prąd. Jony definiuje się jako cząstkę, która ma w roztworze ładunki dodatnie (+) lub ujemne (-). Jest mierzony przez miernik EC. Jednostka przewodnictwa: Jednostką przewodnictwa w układzie SI jest wartość Siemena na metr (s / m), wynaleziona przez Wernera Von Siemensa i Johanna Georga Halske.
Przegląd przewodnictwa elektrycznego
Przewodnictwo elektryczne to proces, w którym przewodzi się prąd przy użyciu różnych metali. Urządzenia, które są konwerterami elektrycznymi energia elektryczna na inne energie. Urządzenia elektryczne zużywają więcej energii na przewodzenie prądu i pracują tylko pod wysokim napięciem. Niektóre z urządzeń elektrycznych to podgrzewacze wody, telewizory, kuchenka mikrofalowa, suszarki do włosów, młynki, odkurzacze, wentylatory, lodówka itp.
Obecnie pobieramy energię elektryczną przy użyciu różnych rodzajów metali, takich jak srebro, aluminium, złoto, woda, mosiądz, cyna, ołów, rtęć, grafit, miedź, stal, żelazo, woda morska, sok z cytryny, beton itp. przewodniki które przewodzą prąd. Niektóre ze złych przewodników to szkło, papier, drewno, miód, plastik, guma, powietrze, siarka, gazy, oleje, diamenty itp., Które nie przewodzą prądu.
Materiały są dwojakiego rodzaju: metale i niemetale. Plik przewodnictwo elektryczne metali czy metale są dobrymi przewodnikami, które przewodzą prąd, a niemetale są złymi przewodnikami, które nie przewodzą prądu.
rodzaje materiałów
Miernik EC
Miernik EC służy do pomiaru przewodności elektrycznej wody w celu sprawdzenia czystości wody. Składa się z fali prostokątnej 24 kHz generator , sonda platynowa, przetwornik I – V, prostownik, filtr, moduł IoT, Atmega 328 mikrokontroler , i czujnik temperatury . Schemat blokowy miernika EC pokazano poniżej:
Schemat blokowy licznika ec
- Generator fal kwadratowych: Generator fali prostokątnej generuje tylko sygnały cyfrowe w kształcie fali prostokątnej, ponieważ poziomy amplitudy są skończone.
- Platynowy czujnik sondy: Sygnał wyjściowy generatora fali prostokątnej jest podawany jako sygnał wejściowy do sondy czujnikowej, która jest wykonana z platyny. Jest to urządzenie, które służy do wykrywania zmian w środowisku.
- Konwerter I - V: Służy do wytworzenia napięcia (v), które jest proporcjonalne do danego prądu (i).
- Prostownik: Prostownik to urządzenie elektryczne, które przekształca prąd zmienny (prąd przemienny) w prąd stały (prąd stały).
- Filtr: Jest to urządzenie służące do usuwania zanieczyszczeń w cieczach lub gazach.
- Moduł IoT: Jest to małe urządzenie elektroniczne wbudowane w maszyny i przedmioty. Służy do wysyłania i odbierania danych przez sieć bezprzewodową.
- Mikrokontroler Atmega328: To jest układ scalony (układ scalony) osadzone w urządzeniach elektronicznych a jego rozmiar jest bardzo mały.
- Czujnik temperatury: Jest to jeden rodzaj czujnika, który służy do wykrywania lub wykrywania temperatury otoczenia i urządzeń elektronicznych.
Przewodnictwo elektryczne wody
Przewodnictwo elektryczne wody przepuszcza prąd, gdy dodamy sól, cukier lub inne rozpuszczalniki, które rozpuszczają się w wodzie, mogą rozbić się na jony. Jony są dwojakiego rodzaju - są to jony naładowane dodatnio i jony naładowane ujemnie. Chemikalia lub rozpuszczalniki, które rozpuszczają się w jony, są również znane jako elektrolity. Jony do przewodzenia prądu zwiększają zdolność wody. Przewodnictwo wody jest wysokie, gdy obecnych jest więcej jonów, a przewodnictwo wody jest niskie, gdy obecnych jest mniej jonów.
Przykłady przewodnictwa elektrycznego
Do zbadania przewodności wody rozpuszczonej w wodzie potrzebujemy baterii (9v), wody destylowanej, zlewki, drutu, cukru, sody oczyszczonej. Plik przykłady przewodnictwa elektrycznego są
Przykład 1: Podłącz prawidłowo przewody do akumulatora i weź 50 ml wody destylowanej do zlewki i włóż przewody akumulatora do zlewki, w zlewce nie tworzą się pęcherzyki gazu, ponieważ woda destylowana nie przewodzi prądu.
Przykład 2: Podobnie podłącz prawidłowo przewody do akumulatora i weź 50 ml wody z kranu do zlewki i włóż przewody akumulatora do zlewki, w zlewce nie powstają pęcherzyki gazu, ponieważ woda z kranu również nie przewodzi prądu.
Przykład 3: Podobnie podłącz przewody do akumulatora prawidłowo i weź 50 ml wody destylowanej do zlewki i dodaj trochę sody oczyszczonej i dobrze wypłucz, włóż przewody akumulatora do zlewki, w zlewce utworzą się pęcherzyki gazu bo soda jest dobrym przewodnikiem który przewodzi prąd.
Równanie przewodnictwa elektrycznego
Jak wiemy, że Prawo Ohma tj. prąd (I) jest równy stosunkowi napięcia (V) i rezystancji (R). Jest wyrażany jako
I = V / R ——– eq (1)
Gdzie „ja” jest aktualne
„V” to napięcie
„R” to opór
Opór jest definiowany jako iloczyn rezystywności i długości powierzchni przekroju. Równanie oporu jest wyrażone jako
R = ρ * L / A ——– eq (2)
Gdzie „R” to opór
Z równania (2) rezystywność wyraża się jako
ρ = R * A / L ——– eq (3)
Gdzie „ρ” Opór właściwy
„L” to długość
Obszar przekroju
Przewodnictwo jest definiowane jako odwrotność rezystywności i jest wyrażane jako
σ = 1 / ρ ——— eq (4)
Podstawiając eq (3) w równaniu (4) otrzymamy
σ = 1 / R * A / L
Przewodnictwo (σ) = L / R * A ——– eq (5)
Wyprowadza się przewodnictwo elektryczne (σ) = L / R * A
Wiemy, że siła jest równa
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— eq (7)
Gdzie „F” to siła
„M” jest masą
„A” to przyspieszenie
zrównanie równania (6) i (7) otrzyma przyspieszenie
Tak = nie
a = Ee / m ——— eq (8)
Prędkość dryfu jest wyrażana jako
V = aτ ———- eq (9)
Podstawiając eq (8) w równaniu (9)
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
Całkowita opłata jest wyrażona jako
DQ = env Dodaj
DQ / dt = envA
gdzie DQ / dt jest równe I, wyrażone jako
I = envA
I / A = env
Gdzie I / A = J
Gęstość prądu (J) = env ——– eq (11)
Zastąpić eq (10) w równaniu (11)
J = en * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Gdzie przewodnictwo (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– eq (13)
Jak wiemy, przewodnictwo jest odwrotnością rezystywności, czyli σ = 1 / ρ
Podstawienie σ = 1 / ρ w równaniu (12)
J = E / ρ ——— eq (14)
Gdzie czas relaksu jest podany jako
Czas relaksacji (τ) = λ√m / 3KbTeq Maszyny (15)
Podstawiając eq (15) w równaniu (12) otrzymujemy równanie przewodnictwa jako
Przewodność (σ) = niedwaλ / √m * 3 K.b* T
Plik wzór na przewodnictwo elektryczne pochodzi.
Aplikacje
Niektóre ważne zastosowania w przemyśle to
- Uzdatnianie wody
- Wykrywanie wycieków
- Czysto w miejscu
- Wykrywanie interfejsu
- Odsolenie
Zalety
Zalety tej przewodności są następujące.
- Szybki
- Niezawodność
- Powtarzalność
- Nieniszczące
- Trwały
- Niedrogie itp
Elektryczny przewodność to jedna z dobrych technologii, których używamy w życiu codziennym. Jak wiemy, dawniej ludzie używali do ogrzewania pałeczek do zapałek, węgla itp., Ale teraz technologia jest rozwijana. Każde urządzenie elektryczne składa się z przewodników o małych rozmiarach. Oto pytanie do Ciebie, który przewodnik używa w telefonach komórkowych?
