Az első ember, aki elektromos vezetőképességgel kísérletezett, Stephen Gray. Angol festő és csillagász. 1666 decemberében Angliában született és 1736. február 7-én halt meg Londonban. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson más tudósok, akik különböző típusú fémek alkalmazásával figyelték meg az elektromos vezetőképesség folyamatát. A korábbi napokban az emberek szenet használtak villamos energia előállítására az iparban, otthonokban, hajókban, motorokban, vasládákban stb. Ez a cikk az elektromos vezetőképesség áttekintését tárgyalja.
Mi az elektromos vezetőképesség?
Az elektromos vezetőképességet olyan vezetőképesség-típusnak nevezzük, amely egy anyagnak vagy anyagnak egy meghatározott területen képes villamos energiát vezetni. Ezt nevezhetjük vezetőképességnek vagy elektrolit vezetőképességnek vagy vezetőképességnek vagy EC-nek is. Az elektromos vezetőképesség szimbólumát sigma (σ) képviseli.
Ha az oldatban ionok vannak, akkor csak az anyagok adják át az áramot. Az ionok olyan részecskék, amelyek pozitív (+) vagy negatív (-) töltéseket hordoznak az oldatban. Az EC-mérővel mérik. Vezetési egység: A vezetőképesség SI mértékegysége a Siemen méterenként (s / m), amelyet Werner Von Siemens és Johann Georg Halske talált ki.
Az elektromos vezetőképesség áttekintése
Az elektromos vezetőképesség az a folyamat, amely különböző fémek felhasználásával vezeti az áramot. Az elektromos átalakítású eszközök elektromos energia más energiákba. Az elektromos eszközök több áramot fogyasztanak az áram vezetéséhez, és csak nagyfeszültségen működnek. Néhány elektromos eszköz vízmelegítő, televízió, mikrohullámú sütő, hajszárító, daráló, porszívó, ventilátor, hűtőszekrény stb.
Jelenleg különböző típusú fémekből kapunk áramot, például ezüst, alumínium, arany, víz, sárgaréz, ón, ólom, higany, grafit, réz, acél, vas, tengervíz, citromlé, beton stb. vezetők amelyek áramot vezetnek. Néhány rossz vezető az üveg, papír, fa, méz, műanyag, gumi, levegő, kén, gázok, olajok, gyémántok stb., Amelyek nem vezetnek áramot.
Az anyagok kétféle típusúak: fémek és nemfémek. A fémek elektromos vezetőképessége a fémek jó vezetők, amelyek villamos energiát vezetnek, és a nem fémek rossz vezetők, amelyek nem vezetnek villamos energiát.
anyagtípusok
EC mérő
Az EC mérővel a víz elektromos vezetőképességét mérik a víz tisztaságának ellenőrzésére. 24 kHz-es négyzethullámból áll generátor , platina szonda érzékelő, I – V konverter, egyenirányító, szűrő, IoT modul, Atmega 328 mikrovezérlő , és hőmérséklet szenzor . Az EC-mérő blokkvázlata az alábbiakban látható:
ec-meter-block-diagram
- Szögletes hullám generátor: A négyzethullámú generátor csak digitális jeleket generál négyzet alakú hullámformában, mert az amplitúdószintek végesek.
- Platina szonda érzékelő: A négyzethullámú generátor kimenetét bemenetként adjuk meg az érzékelő szondához, amely platinából áll. Ez egy eszköz, amelyet a környezet változásainak észlelésére használnak.
- I - V átalakító: Az adott árammal (i) arányos feszültség (v) előállítására szolgál.
- Egyenirányító: Az egyenirányító olyan elektromos eszköz, amely váltakozó áramot (váltakozó áramot) egyenárammá (egyenárammá) alakít.
- Szűrő: Ez egy olyan eszköz, amelyet folyadékokban vagy gázokban lévő szennyeződések eltávolítására használnak.
- IoT modul: Ez egy kis elektronikus eszköz, amely be van ágyazva gépekbe és dolgokba. Adatok küldésére és fogadására használják vezeték nélküli hálózaton keresztül.
- Atmega328 mikrovezérlő: Ez egy IC (Integrated Circuit) elektronikus eszközökbe ágyazva és mérete nagyon kicsi.
- Hőmérséklet szenzor: Ez az egyik típusú érzékelő, amelyet a környezeti hőmérséklet és az elektronikus eszközök hőmérsékletének érzékelésére vagy érzékelésére használnak.
A víz elektromos vezetőképessége
A víz elektromos vezetőképessége meghaladja az áramot, amikor sót, cukrot vagy bármilyen más oldószert adunk hozzá, amelyek vízben oldódva ionokká válhatnak. Az ionok kétféle típusúak: pozitív töltésű és negatív töltésű ionok. Az ionokra oldódó vegyi anyagokat vagy oldószereket elektrolitoknak is nevezik. A víz képességét az ionok növelik az áram vezetésére. A víz vezetőképessége magas, ha több ion van jelen, és a víz vezetőképessége alacsony, ha kevesebb ion van jelen.
Példák elektromos vezetőképességre
A vízben oldott víz vezetőképességének teszteléséhez szükségünk van egy elemre (9v), desztillált vízre, főzőpohárra, huzalra, cukorra, szódabikarbónára. A példák az elektromos vezetőképességre vannak
1. példa: Csatlakoztassa megfelelően a vezetékeket az akkumulátorhoz, és vegyen egy főzőpohárba 50 ml desztillált vizet, és helyezze be az akkumulátor vezetékeit a főzőpohárba. A főzőpohárban nem képződnek gázbuborékok, mert a desztillált víz nem vezeti az áramot.
2. példa: Hasonlóképpen csatlakoztassa megfelelően a vezetékeket az akkumulátorhoz, és vegyen egy 50 ml csapvizet egy főzőpohárba, és helyezze be az akkumulátor vezetékeit a főzőpohárba. A főzőpohárban nem képződnek gázbuborékok, mert a csapvíz sem vezeti az áramot.
3. példa: Hasonlóképpen csatlakoztassa a vezetékeket az akkumulátorhoz megfelelően, és vegyen 50 ml desztillált vizet egy főzőpohárba, adjon hozzá szódabikarbónát és alaposan öblítse le, helyezze be az akkumulátor vezetékeit a főzőpohárba, a főzőpohárban gázbuborékok keletkeznek, mert a szóda jó vezető amely villamos energiát vezet.
Elektromos vezetőképességi egyenlet
Mint tudjuk, hogy a Ohm törvénye vagyis az áram (I) megegyezik a feszültség (V) és az ellenállás (R) arányával. Ezt fejezik ki
I = V / R ——– egyenlő (1)
Ahol az ’I’ aktuális
’V’ a Feszültség
’R’ az ellenállás
Az ellenállást az ellenállás és a keresztmetszeti terület hosszának szorzataként határozzuk meg. Az ellenállási egyenletet így fejezzük ki
R = ρ * L / A ——– eq (2)
Ahol ’R’ az ellenállás
A (2) egyenletből az ellenállást fejezzük ki
ρ = R * A / L ——– egyenérték (3)
Ahol ’ρ’ ellenállás
’L’ a hossz
A keresztmetszet területe
A vezetőképességet az ellenállás reciprokaként határozzuk meg, és ezt fejezzük ki
σ = 1 / ρ ——— eq (4)
Az (3) egyenletnek a (4) egyenletben való helyettesítése megkapja
σ = 1 / R * A / L
Vezetőképesség (σ) = L / R * A ——– eq (5)
Elektromos vezetőképesség (σ) = L / R * A származik
Tudjuk, hogy az erő egyenlő
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— eq (7)
Ahol az „F” az Erő
„M” tömeg
Az ’a’ gyorsulás
egyenlővé téve a (6) és (7) egyenleteket, gyorsulást kap
Igen = nem
a = Ee / m ——— eq (8)
A sodródási sebességet kifejezzük
V = aτ ———- eq (9)
A (8) egyenlet behelyettesítése az (9) egyenletbe
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
A teljes díjat kifejezzük
DQ = env Hozzáadás
DQ / dt = envA
ahol DQ / dt egyenlő I-vel, kifejezve
I = envA
I / A = env
Ahol I / A = J
Áramsűrűség (J) = env ——– eq (11)
Helyettesítse az (10) egyenletet az (11) egyenletben
J = hu * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Ahol vezetőképesség (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– eq (13)
Mint tudjuk, hogy a vezetőképesség az ellenállás reciproka, azaz σ = 1 / ρ
Helyettesítse az σ = 1 / ρ egyenértéket (12)
J = E / ρ ——— eq (14)
Ahol a relaxációs időt as
Relaxációs idő (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Helyettesítse az eq (15) -t az (ekv) (12) -ben a vezetőképességi egyenletet as -ként kapjuk meg
Vezetőképesség (σ) = nemkétλ / √m * 3KB* T
A elektromos vezetőképesség képlete származik.
Alkalmazások
Néhány fontos alkalmazás az iparban
- Vízkezelés
- Szivárgás észlelés
- Tisztítsa meg a helyén
- Interfész érzékelés
- Sótalanítás
Előnyök
Ennek a vezetőképességnek az előnyei a következők.
- Gyors
- Megbízhatóság
- Megismételhetőség
- Nem pusztító
- Tartós
- Olcsó stb
Elektromos vezetőképesség az egyik jó technológia, amelyet a mindennapi életben használunk. Mint tudjuk, hogy a korábbi napokban az emberek hőhasznosításra használták a gyufaszálakat, a szenet stb., De mára a technológiát fejlesztették. Minden elektromos eszköz kis méretű vezetőkből áll. Itt az a kérdés, hogy melyik vezetőt használja a mobiltelefonokban?
