Hva er elektrisk ledningsevne og dens utledning

Hva er elektrisk ledningsevne og dens utledning

Den første personen eksperimenterte med elektrisk ledningsevne er Stephen Gray. Han er en engelsk dyer & astronom. Han ble født i England i desember 1666 og døde i London 7. februar 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson er andre forskere som observerte den elektriske ledningsevnen ved å bruke forskjellige typer metaller i sine eksperimenter. Tidligere brukte folk kull for å produsere elektrisitet i industrier, hjem, skip, motorer, jernbokser, etc. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over elektrisk ledningsevne.



Hva er elektrisk ledningsevne?

Elektrisk ledningsevne er definert som en type ledningsevne som har stoffets eller materialets evne til å lede elektrisitet over et definert område, vi kan også kalle det som ledningsevne eller elektrolyttledningsevne eller ledningsevne eller EC. Symbolet for elektrisk ledningsevne er representert av sigma (σ).


Når ioner er tilstede i løsningen, overfører bare stoffene elektrisitet. Ioner er definert som en partikkel som bærer positive (+) eller negative (-) ladninger i løsningen. Den måles med EC-måleren. Konduktivitetsenhet: SI-enhet med ledningsevne er Siemens per meter (s / m), som er oppfunnet av Werner Von Siemens og Johann Georg Halske.





Oversikt over elektrisk ledningsevne

Elektrisk ledningsevne er prosessen som leder strøm ved bruk av forskjellige metaller. Enhetene som er elektriske konverterer elektrisk energi inn i andre energier. Elektriske enheter bruker mer strøm for ledning av strøm, og det fungerer bare på høyspenning. Noen av de elektriske enhetene er varmtvannsbereder, TV, mikrobølgeovn, hårføner, kvern, støvsuger, vifte, kjøleskap osv.

Nå får vi strøm ved bruk av forskjellige metaller som sølv, aluminium, gull, vann, messing, tinn, bly, kvikksølv, grafitt, kobber, stål, jern, sjøvann, sitronsaft, betong osv. ledere som leder strøm. Noen av de dårlige lederne er glass, papir, tre, honning, plast, gummi, luft, svovel, gasser, oljer, diamanter osv. Som ikke leder strøm.



Materialer er av to typer, de er metaller og ikke-metaller. De elektrisk ledningsevne til metaller er metaller er gode ledere som leder strøm og ikke-metaller er dårlige ledere som ikke leder strøm.


typer materialer

typer materialer

EC Meter

EC meter brukes til å måle vannets elektriske ledningsevne for å kontrollere vannets renhet. Den består av en 24 kHz firkantbølge generator , platinsondesensor, I – V-omformer, likeretter, filter, IoT-modul, Atmega 328 mikrokontroller , og temperatur sensor . Blokkdiagrammet til EC-meter er vist nedenfor:

ec-meter-blokk-diagram

ec-meter-blokk-diagram

  • Square Wave Generator: Firkantbølgeneratoren genererer bare digitale signaler i en firkantet bølgeform fordi amplitudenivåene er endelige.
  • Platinsondesensor: Utgangen fra firkantbølgeneratoren er gitt som inngang til sensorproben, som består av platina. Det er en enhet som brukes til å oppdage endringer i miljøet.
  • I - V-omformer: Den brukes til å produsere en spenning (v) som er proporsjonal med gitt strøm (i).
  • Likeretter: Rectifier er en elektrisk enhet som konverterer AC (vekselstrøm) til DC (likestrøm).
  • Filter: Det er en enhet som brukes til å fjerne urenheter i væsker eller gasser.
  • IoT-modul: Det er en liten elektronisk enhet innebygd i maskiner og ting. Den brukes til å sende og motta data gjennom et trådløst nettverk.
  • Atmega328 mikrokontroller: Det er en IC (Integrated Circuit) innebygd i elektroniske enheter og størrelsen er veldig liten.
  • Temperatur sensor: Det er en type sensor som brukes til å oppdage eller registrere temperaturen i miljøet og elektroniske enheter.

Elektrisk ledningsevne av vann

Den elektriske ledningsevnen til vann passerer strømmen når vi tilsetter salt, sukker eller andre løsningsmidler som oppløses i vann, kan bryte inn i ioner. Ioner er to typer de er positivt ladede ioner og negativt ladede ioner. Kjemikalier eller løsningsmidler som oppløses i ioner er også kjent som elektrolytter. Vannevnen økes med ioner for å lede strøm. Ledningsevnen til vann er høy når flere ioner er tilstede og ledningsevnen til vann er lav når færre ioner er til stede.

Eksempler på elektrisk ledningsevne

For å teste ledningsevnen til vann oppløst i vann trenger vi et batteri (9v), destillert vann, begerglass, ledning, sukker, natron. De eksempler på elektrisk ledningsevne er

Eksempel 1: Koble ledningene ordentlig til batteriet og ta 50 ml destillert vann i et beger og sett inn ledningene til batteriet i begeret. Det dannes ingen gassbobler i begeret fordi destillert vann ikke leder strøm.

Eksempel 2: Tilsvarende kobler du ledningene til batteriet ordentlig og tar 50 ml vann fra springen i et begerglass og setter ledningene til batteriet i begeret, det dannes ingen gassbobler i begeret fordi ledningsvann heller ikke leder strøm.

Eksempel 3: Tilsvarende Koble ledningene til batteriet ordentlig og ta 50 ml destillert vann i et begerglas og tilsett litt natron og skyll det godt, sett inn ledningene til batteriet i begeret, gassbobler vil dannes i begeret fordi brus er en god leder som leder strøm.

Elektrisk konduktivitetsligning

Som vi vet at Ohms lov dvs. strøm (I) er lik forholdet mellom spenning (V) og motstand (R). Det uttrykkes som

I = V / R ——– ekv. (1)

Hvor ‘jeg’ er aktuell

‘V’ er spenning

‘R’ er motstand

Motstand er definert som et produkt av resistivitet og lengde etter tverrsnittsareal. Motstandsligningen uttrykkes som

R = ρ * L / A ——– ekv. (2)

Hvor ‘R’ er motstand

Fra ekv (2) uttrykkes resistiviteten som

ρ = R * A / L ——– ekv. (3)

Hvor ‘ρ’ Motstand

‘L’ er Lengde

Et område av tverrsnittet

Konduktivitet er definert som en gjensidighet av resistivitet og som uttrykkes som

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Å erstatte ekv. (3) i ekv. (4) vil få

σ = 1 / R * A / L

Ledningsevne (σ) = L / R * A ——– ekv. (5)

Elektrisk ledningsevne (σ) = L / R * A er avledet

Vi vet at kraft er lik

F = Ee ——— ekv. (6)

F = ma ——— ekv. (7)

Hvor ‘F’ er Force

‘M’ er masse

‘A’ er en akselerasjon

likestilling av ekv (6) og (7) vil få akselerasjon

Ja = nei

a = Ee / m ——— ekv. (8)

Drivhastighet uttrykkes som

V = aτ ———- ekv (9)

Bytte av ekv. (8) i ekv. (9)

V = Ee / m * τ ——— ekv. (10)

Total kostnad uttrykkes som

DQ = env Legg til

DQ / dt = envA

der DQ / dt er lik I, uttrykt som

Jeg = envA

I / A = env

Hvor jeg / A = J

Strømtetthet (J) = env ——– ekv. (11)

Erstatt ekv. (10) i ekv. (11)

J = no * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * E

Hvor ledningsevne (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– eq (13)

Som vi vet at ledningsevne er gjensidig av resistivitet, dvs. σ = 1 / ρ

Erstatning σ = 1 / ρ i ekv (12)

J = E / ρ ——— ekv. (14)

Hvor avslapningstid er gitt som

Avspenningstid (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)

Erstatt eq (15) i ekv (12) får vi konduktivitetsligningen som

Ledningsevne (σ) = neitoλ / √m * 3KB* T

De formel for elektrisk ledningsevne er avledet.

applikasjoner

Noen viktige applikasjoner i bransjer er

  • Vannbehandling
  • Lekkasjedeteksjon
  • Rengjør på plass
  • Grensesnittdeteksjon
  • Avsaltning

Fordeler

Fordelene med denne ledningsevnen inkluderer følgende.

  • Fort
  • Pålitelighet
  • Repeterbarhet
  • Ikke-destruktiv
  • Varig
  • Rimelig osv

Elektrisk ledningsevne er en av de gode teknologiene vi bruker i vårt daglige liv. Som vi vet at, i tidligere dager, brukte folk fyrstikker, kull osv. Til varmeformål, men nå er teknologien utviklet. Hvert elektrisk utstyr består av ledere i små størrelser. Her er spørsmålet for deg hvilken leder som bruker i mobiltelefoner?