Esimene inimene, kes katsetas elektrijuhtivust, on Stephen Gray. Ta on inglise värvija ja astronoom. Ta sündis Inglismaal detsembris 1666 ja suri Londonis 7. veebruaril 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson on teised teadlased, kes jälgisid elektrijuhtivuse protsessi, kasutades oma katsetes erinevat tüüpi metalle. Varasematel päevadel kasutasid inimesed kivisütt elektritööstuses tööstuses, kodudes, laevadel, mootorites, rauakastides jne. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet elektrijuhtivusest.
Mis on elektrijuhtivus?
Elektrijuhtivus on määratletud kui üks juhtivuse tüüp, millel on aine või materjali võime juhtida elektrit kindlaksmääratud piirkonnas. Seda võime nimetada ka juhtivuseks või elektrolüüdi juhtivuseks või juhtivuseks või EC. Elektrijuhtivuse sümbolit tähistab sigma (σ).
Kui lahuses on ioone, edastavad elektrit ainult ained. Ioonid on määratletud kui osake, mis kannab lahuses positiivseid (+) või negatiivseid (-) laenguid. Seda mõõdetakse EC-meetriga. Juhtivusühik: SI juhtivuse ühik on Siemeni meeter (s / m), mille leiutasid Werner Von Siemens ja Johann Georg Halske.
Ülevaade elektrijuhtivusest
Elektrijuhtivus on protsess, mis juhib elektrit erinevate metallide abil. Elektrilised seadmed muudavad elektrienergia teistesse energiatesse. Elektriseadmed tarbivad voolu juhtimiseks rohkem energiat ja see töötab ainult kõrgepingel. Mõned elektriseadmed on veesoojendid, telerid, mikrolaineahi, föönid, veskid, tolmuimejad, ventilaatorid, külmkapp jne.
Praegu saame elektrit erinevat tüüpi metallide abil, nagu hõbe, alumiinium, kuld, vesi, messing, tina, plii, elavhõbe, grafiit, vask, teras, raud, merevesi, sidrunimahl, betoon jne. dirigendid mis juhivad elektrit. Mõned halvad juhid on klaas, paber, puit, mesi, plast, kumm, õhk, väävel, gaasid, õlid, teemandid jne, mis ei juhi elektrit.
Materjale on kahte tüüpi: metallid ja mittemetallid. The metallide elektrijuhtivus kas metallid on head elektrijuhtmed ja mittemetallid on halvad, mis ei juhi elektrit.
materjalide tüübid
EÜ arvesti
EC-meetrit kasutatakse vee elektrijuhtivuse mõõtmiseks, et kontrollida vee puhtust. See koosneb 24 kHz ruutlainest generaator , plaatina sondi andur, I – V muundur, alaldi, filter, IoT moodul, Atmega 328 mikrokontroller ja temperatuuriandur . EÜ arvesti plokkskeem on toodud allpool:
ec-meeter-plokkskeem
- Ruutlaine generaator: Ruutlaine generaator genereerib ruudukujulises vormis ainult digitaalseid signaale, kuna amplituuditasemed on piiratud.
- Platinum sondi andur: Ruutlaine generaatori väljund antakse sisendina sensori sondile, mis koosneb plaatinast. See on seade, mida kasutatakse keskkonna muutuste tuvastamiseks.
- I - V muundur: Seda kasutatakse pinge (v) tekitamiseks, mis on proportsionaalne antud vooluga (i).
- Alaldi: Alaldi on elektriseade, mis muundab vahelduvvoolu (vahelduvvoolu) alalisvooluks (alalisvooluks).
- Filter: See on seade, mida kasutatakse vedelike või gaaside lisandite eemaldamiseks.
- IoT moodul: See on väike masinatesse ja asjadesse sisseehitatud elektrooniline seade. Seda kasutatakse andmete saatmiseks ja vastuvõtmiseks traadita võrgu kaudu.
- Atmega328 mikrokontroller: See on IC (integreeritud vooluring) sisseehitatud elektroonikaseadmetesse ja selle suurus on väga väike.
- Temperatuuriandur: See on ühte tüüpi andureid, mida kasutatakse keskkonna ja elektroonikaseadmete temperatuuri tuvastamiseks või tajumiseks.
Vee elektrijuhtivus
Vee elektrijuhtivus läbib voolu, kui lisame soola, suhkrut või muud lahustid, mis vees lahustuvad, võivad ioonideks laguneda. Ioonid on kahte tüüpi - need on positiivselt laetud ja negatiivselt laetud ioonid. Kemikaalid või lahustid, mis lahustuvad ioonideks, on tuntud ka kui elektrolüüdid. Ioonid suurendavad veevõimet elektri juhtimiseks. Vee juhtivus on kõrge, kui ioone on rohkem, ja vee juhtivus on madal, kui ioone on vähem.
Elektrijuhtivuse näited
Vees lahustunud vee juhtivuse testimiseks vajame akut (9v), destilleeritud vett, keeduklaasi, traati, suhkrut, söögisoodat. The elektrijuhtivuse näited on
Näide 1: Ühendage juhtmed patareiga korralikult ja võtke keeduklaasi 50 ml destilleeritud vett ning sisestage aku juhtmed keeduklaasi, keeduklaasi ei moodustu gaasimulle, sest destilleeritud vesi ei juhi elektrit.
Näide 2: Samamoodi ühendage juhtmed korralikult akuga ja võtke keeduklaasi 50 ml kraanivett ning sisestage aku juhtmed keeduklaasi, keeduklaasi ei moodustu gaasimulle, kuna kraanivesi ei juhi ka elektrit.
Näide 3: Samamoodi ühendage juhtmed korralikult akuga ja võtke keeduklaasi 50 ml destilleeritud vett, lisage söögisoodat ja loputage see hästi, sisestage aku juhtmed keeduklaasi, keeduklaasi moodustuvad gaasimullid, sest sooda on hea juht mis juhib elektrit.
Elektrijuhtivuse võrrand
Nagu me teame, et Ohmi seadus st vool (I) on võrdne pinge (V) ja takistuse (R) suhtega. Seda väljendatakse järgmiselt:
I = V / R ——– ekv (1)
Kus ‘I’ on praegune
‘V’ on pinge
‘R’ on vastupanu
Takistus on määratletud kui takistuse ja pikkuse korrutis ristlõike pindala järgi. Takistuse võrrand on väljendatud
R = ρ * L / A ——– ekv (2)
Kus ‘R’ on vastupanu
Alates ekvivalendist (2) väljendatakse takistust kui
ρ = R * A / L ——– ekv (3)
Kus ‘ρ’ vastupidavus
‘L’ on pikkus
Ristlõike ala
Juhtivus on defineeritud kui vastupanu vastastikune ja seda väljendatakse
σ = 1 / ρ ——— ekv (4)
Eq (3) asendamine ekv-s (4) saab
σ = 1 / R * A / L
Juhtivus (σ) = L / R * A ——– ekv (5)
Elektrijuhtivus (σ) = L / R * A tuletatakse
Me teame, et jõud on võrdne
F = Ee ——— ekv (6)
F = ma ——— ekv (7)
Kus ‘F’ on jõud
‘M’ on mass
‘A’ on kiirendus
võrdsustades ekv (6) ja (7), saab kiirenduse
Jah = ei
a = Ee / m ——— eq (8)
Triivi kiirust väljendatakse
V = aτ ———- ekv (9)
Eq (8) asendamine ekvivalendis (9)
V = Ee / m * τ ——— ekv (10)
Kogutasu väljendatakse
DQ = env Lisa
DQ / dt = envA
kus DQ / dt on võrdne I, väljendatuna
I = envA
I / A = keskkond
Kus I / A = J
Voolutihedus (J) = env ——– ekv (11)
Asenda ekv (10) ekvivalendis (11)
J = et * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Kus juhtivus (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– ekv (13)
Kuna me teame, et juhtivus on vastupanu vastupanuvõimele, st σ = 1 / ρ
Asenda σ = 1 / ρ ekvivalendis (12)
J = E / ρ ——— ekv (14)
Kus lõõgastusaeg on antud
Lõõgastusaeg (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Asendage ekv (15) ekv-s (12), mille juhtivuse võrrandi saame
Juhtivus (σ) = eikaksλ / √m * 3KB* T
The elektrijuhtivuse valem on tuletatud.
Rakendused
Mõned olulised rakendused tööstuses on
- Veepuhastus
- Lekete tuvastamine
- Puhas paigas
- Liidese tuvastamine
- Soolastamine
Eelised
Selle juhtivuse eeliste hulka kuuluvad järgmised.
- Kiire
- Usaldusväärsus
- Korratavus
- Mittepurustav
- Vastupidav
- Odav jne
Elektriline juhtivus on üks hea tehnoloogia, mida me oma igapäevaelus kasutame. Kuna teame, et varasematel päevadel kasutasid inimesed soojuse eesmärgil tikupulki, kivisütt jne, kuid nüüd on see tehnoloogia välja töötatud. Iga elektriseade koosneb väikestest juhtmetest. Siin on teile küsimus, millist dirigenti mobiiltelefonides kasutatakse?
