.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Η Ηλεκτρική αγωγιμότητα (electrical conductance) εκφράζει την ευκολία με την οποία το ηλεκτρικό ρεύμα περνάει μέσα από κάποιο αντικείμενο και αποτελεί το δυαδικό μέγεθος της ηλεκτρικής αντίστασης. Εξαρτάται γενικά από την ειδική αγωγιμότητα του υλικού, και τη γεωμετρία του αντικειμένου.
Θεμελιωτής της ηλεκτρικής αγωγιμότητας θεωρείται ο Άγγλος φυσικός Στήβεν Γκρέυ (1670-1736).
Μονάδα μέτρησης της αγωγιμότητας σύμφωνα με το Διεθνές σύστημα μονάδων (SI) είναι το Σήμενς (Siemens), διεθνές σύμβολο S. Οι Αγγλοσάξωνες συνηθίζουν να χρησιμοποιούν για την μέτρηση της αγωγιμότητας και την μονάδα mho (℧), της οποίας η γραφή προκύπτει από την αντιστροφή των γραμμάτων της μονάδας μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης Ωμ (Ohm), εξ ου και διαβάζεται "αντίστροφο Ωμ".
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα δίνεται αριθμητικά εάν διαιρέσουμε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει ένα αντικείμενο (σε amperes) προς την διαφορά δυναμικού/τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του (σε volts). Πρόκειται δηλαδή για ένα μέγεθος αντίστροφο της ηλεκτρικής αντίστασης. Ο αντίστοιχος τύπος είναι:
\( G=\frac{1}{R}=\frac{I}{V} \, \)
όπου:
G: Η αγωγιμότητα που εμφανίζει το αντικείμενο (σε Siemens)
R: Η αντίσταση που εμφανίζει το αντικείμενο (σε ohms)
V: Η διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται στα άκρα του αντικειμένου (σε volts)
I: Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το αντικείμενο (σε amperes)
Αρχή λειτουργίας
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα δείχνει την απόκριση του υλικού εάν εφαρμοστεί σε αυτό διαφορά δυναμικού. Όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα του υλικού τόσο περισσότερο ηλεκτρικό ρεύμα θα ρεύσει εντός του υλικού.
Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα σε ένα υλικό σημαίνει ότι μέσα σε αυτό υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρικά φορτία, δηλαδή σωματίδια ή άλλες καταστάσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται από κάποιο ηλεκτρικό φορτίο, και τα οποία έχουν τη δυνατότητα κίνησης μέσα στο υλικό. Ωστόσο, η κίνηση μέσα σε ένα υλικό είναι πιο περιορισμένη επειδή υπάρχουν εμπόδια, τα ακίνητα άτομα ή μόρια του υλικού, με τα οποία συγκρούονται οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος (φαινόμενο Τζάουλ), αυτές οι συγκρούσεις ονομάζονται σκεδάσεις. Από την άλλη μεριά η ποσότητα των ελεύθερων φορέων που προσφέρει το υλικό αυξάνει την αγωγιμότητά του.
Αν οι σκεδάσεις σε ένα υλικό εξαφανιστούν, τότε το υλικό γίνεται υπεραγώγιμο.
Ανάλογα με το φορέα ηλεκτρικού φορτίου η ηλεκτρική αγωγιμότητα διακρίνεται σε ιοντική αγωγιμότητα και ηλεκτρονιακή αγωγιμότητα.
Η αγωγιμότητα είναι ο συντελεστής αναλογίας της πυκνότητας ρεύματος και της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου \( \vec{J}=\sigma\vec{E}. \)
Ειδική αγωγιμότητα
Η ειδική αγωγιμότητα (electrical conductivity) είναι μέτρο της ευκολίας ή δυσκολίας με την οποία άγεται ηλεκτρικό ρεύμα δια μέσω κάποιου υλικού ανεξάρητα από τις διαστάσεις του. Συμβολίζεται συνλήθως με σ. Η μονάδα μέτρησης της ειδικής αγωγιμότητας είναι το Siemens ανά μέτρο (S·m-1).
Η αγωγιμότητα ενός κυλινδρικού σώματος προς την διεύθυνση του άξονά του συνδέεται με την ειδική αγωγιμότητα που χαρακτηρίζει το υλικό του με τη σχέση:
\( G=s\frac{\Alpha}{l \)
όπου Α η διατομή του σώματος κάθετα στη διεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος και l το μήκος του σώματος
Η ειδική αγωγιμότητα ενός υλικού με ένα φορέα ελεύθερου φορτίου είναι το γινόμενο της πυκνότητας φορτίου στο υλικό επί την ειδική κινητικότητα του φορτίου μέσα στο υλικό. Η πυκνότητα φορτίου είναι το γινόμενο της συγκέντρωσης φορτίου επί το ηλεκτρικό φορτίο του κάθε φορέα. Η ειδική κινητικότητα είναι ό λόγος του γινομένου του ηλεκτρικού φορτίου του κάθε φορέα επί το μέσο χρόνο ολίσθησης του φορέα στο υλικό προς την ενεργό μάζα του κάθε φορέα. Ο τύπος της ειδικής αγωγιμότητας είναι:
\( \sigma=(Nq)\frac{q\tau}{m*} \)
Η ειδική αγωγιμότητα υλικού στο οποίο υπάρχει περισσότεροι φορείς ελεύθερου φορτίου είναι το άθροισμα της ειδικής αγωγιμότητας που θα είχε το υλικό αν ήταν ο μόνος φορέας (αρχή της επαλληλίας).
Retrieved from "http://el.wikipedia.org/"
All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License
