Kekonduksian elektrik
Kekonduksian elektrik ialah satu ukuran kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan arus elektriknot it. Apabila beza keupayaan plaqerrorlektrik noit non bignet competerror diletakkan merentasi pengalir, cas-casnya akan bergerak, menyebabkan wujudnya arus elektrik. Kekonduksian σ ditakrifkan sebagai nisbah ketumpatan arus kepada kekuatan medan elektrik :
- . Terdapat juga bahan dengan kekonduksian yang tak isotropi, iaitu σ matriks 3×3 (atau lebih teknikalnya tensor berpangkat 2) yang secara amnya bersimetri. )
Kekonduksian adalah salingan (songsang) kerintangan elektrik, dan mempunyai unit SI siemens per meter (S·m-1). Ia biasanya diwakili dengan huruf Yunani σ, namun κ dan γ juga kadang kala digunakan. )
Pengelasan bahan mengikut kekonduksian
sunting- Suatu pengalir atau konduktor seperti logam mempunyai kekonduksian yang tinggi.
- Suatu perintang seperti kaca atau vakum mempunyai kekonduksian yang rendah.
- Kekonduksian semikonduktor pada amnya adalah di antara kekonduksian pengalir dan perintang, tetapi berubah-ubah dengan banyaknya bawah keadaan yang berbeza, seperti pendedahan bahan kepada medan elektrik atau frekuensi cahaya tertentu.
Beberapa kekonduksian elektrik lazim
sunting| Kekonduksian elektrik (S·m-1) | Suhu(°C) | Huraian | |
|---|---|---|---|
| Perak | 63.01 × 106 | 20 | Logam dengan kekonduksian elektrik tertinggi |
| Tembaga | 59.6 × 106 | 20 | |
| Tembaga sepuh lindap | 58.0 × 106 | 20 | Dirujuk sebagai 100 %IACS atau Piawaian Tembaga Sepuh Lindap Antarabangsa. Unit yang digunakan untuk mengungkapkan kekonduksian bahan tak bermagnet dengan mengujinya menggunakan kaedah arus pusar. Secara umunya, ia digunakan untuk penyepuhan dan pengesahan aloi Aluminium |
| Aluminium | 37.8 × 106 | 20 | |
| Air laut | 5 | ||
| Air minuman | 0.0005 to 0.05 | ||
| Air ternyahion | 5.5 × 10-6 | berubah menjadi 1.2 × 10-4 pada air ternyahgas; lihat J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238 |
Kekonduksian kompleks
suntingUntuk menganalisis kekonduksian bahan yang terdedah kepada medah elektrik ulang-alik, adalah penting untuk menganggap kekonduksian sebagai nombor kompleks (atau sebagai matriks nombor kompleks, dalam kes-kes bahan tak isotropi seperti yang dihurai di atas) yang dipanggil keadmitanan. Kaedah ini digunakan dalam aplikasi seperti tomografi impedans elektrik, satu jenis pengimejan perubatan atau industri. Keadmitanan adalah jumlah komponen nyata yang dipanggil kekonduksian dan komponen khayalan yang dipanggil kerentanan. [1]
Pergantungan kepada suhu
suntingKekonduksian elektrik bergantung agak kuat kepada suhu bahan. Dalam logam contohnya, kekonduksian elektrik menurun dengan kenaikan suhu, manakala dalam semikonduktor, kekonduksian elektrik meningkat dengan kenaikan suhu. Pada julat suhu yang terhad, kekonduksian elektrik boleh dibuat penghampiran sebagai berkadar terus dengan suhu. Bagi membandingkan pengukuran kekonduksian elektrik pada suhu-suhu yang berlainan, pengukuran tersebut haruslah dipiawaikan pada suhu sepunya. Pergantungan ini biasanya diungkapkan sebagai kecerunan graf kekonduksian menentang suhu, dan boleh menggunakan:
iaitu
- σT′ adalah kekonduksian elektrik pada suhu sepunya, T′
- σT adalah kekonduksian elektrik pada suhu yang terukur, T
- α adalah kecerunan suhu pampasan bagi bahan tersebut,
- T adalah suhu terukur,
- T′ adalah suhu sepunya.
Kecerunan suhu pampasan bagi kebanyakan air semula jadi adalah kira-kira 2 %/°C, tetapi ia boleh berjulat antara (1 ke 3) %/°C. Kecerunan ini dipengaruhi oleh geokimia, dan ini boleh ditentukan dengan mudah di dalam makmal.
Lihat juga
sunting- Pengaliran elektrik untuk perbincangan asal-usul fizik bagi kekonduksian elektrik.
- Rintangan elektrik
- Kerintangan elektrik adalah songsangan kekonduksian elektrik.
- Unit SI keelektromagnetan
- Pepejal larut sepenuhnya untuk perbincangan kekonduksian elektrik dalam medium berair.