電導(dǎo)率的測量和影響因素
電導(dǎo)率(conductance)是用來描述物質(zhì)中電荷流動(dòng)難易程度的參數(shù),。在公式中,,電導(dǎo)率用希臘字母κ來表示。電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門子/米(簡寫做S/m),,為電阻率的倒數(shù),。
當(dāng)1安培(1 A)電流通過物體的橫截面并存在1伏特(1 V)電壓時(shí),物體的電導(dǎo)就是1 S,。西門子實(shí)際上等效于1安培/伏特,。如果σ是電導(dǎo)(單位西門子),I是電流(使用安培),,E是電壓(單位伏特),,則:
σ = I/E
通常,當(dāng)電壓保持不變時(shí),,這種直流電電路中的電流與電導(dǎo)成比例關(guān)系,。如果電導(dǎo)加倍,則電流也加倍,;如果電導(dǎo)減少到它初始值的1/10,,電流也會(huì)變?yōu)樵瓉淼?/10。這個(gè)規(guī)則也適用于許多低頻率的交流電系統(tǒng),,如家庭電路,。在一些交流電電路中,,尤其是在高頻電路中,,情況就變得非常復(fù)雜,因?yàn)檫@些系統(tǒng)中的組件會(huì)存儲(chǔ)和釋放能量,。
電導(dǎo)和電阻也有關(guān)系,,如果R是一個(gè)組件和設(shè)備的電阻(單位歐姆),電導(dǎo)為σ(單位西門子),,則:σ = 1/R
影響因素
溫度
電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性,。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而減小。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加,。在一段溫度值域內(nèi),,電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度,。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率,。
電導(dǎo)率摻雜程度
固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率增高,。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度,,或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測量水的含鹽成分,、含離子成分,、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈,,電導(dǎo)率越低(電阻率越高),。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來紀(jì)錄;電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率,。
電導(dǎo)率各向異性
有些物質(zhì)會(huì)有異向性(anisotropic) 的電導(dǎo)率,,必需用 3 X 3 矩陣來表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語,第二階張量,,通常是對(duì)稱的),。