导电率

导电率

导电率,多称为电导率,是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时,其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为,因而产生电流。

    • 中文名:导电率
    • 外文名:electrical conductivity
    • 解释 :电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ
    • 单位: :在国际单位制中 西门子/米
    • 物理意义:表示物质导电的性能

基本信息

电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率:
电阻物质的两端接有导线

有些物质会有异向性的电导率,必需用3X3矩阵来表达(使用数学术语,第二阶张量,通常是对称的)。

电导率是电阻率的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/米(S·m-1):

电导率仪是一种是用来测量溶液电导率的仪器。

电传导性

电传导性是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性,可把物质分为导体,半导体和绝缘体。

  • 导体:金属、电解质溶液,一般有很高的电导率,很低的电阻率。

  • 绝缘体:像玻璃、乾燥的木材、塑胶、橡胶或真空这类物质的电导率很低,电阻率很高。

  • 半导体:电导率在导体和绝缘体之间。在不同的状况下,电导率会有很大的变化。例如,暴露于电场或某种频率的光波,最重要地,温度和半导体材料的成分。

固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低跟其内含溶质盐的浓度有关,或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净,电导率越低(电阻率越高)。水的电导率时常以电导係数来纪录;电导係数是水在25°C温度的电导率。

电导率

63.01×106

20

所有金属中电导率(以及热导率)最高的物质

59.6×106

20

退火铜

58.0×106

20

一般是指100%IACS或100%国际退火铜标準

45.2×106

20

时常用为电路板或电子元件的电连线器(electricalconnector)材料

37.8×106

20

海水

4.788

20

在平均盐度为4.8(S·m),温度为20(°C)状况的平均电导率

饮用水

0.0005至0.05

这是一般高品质饮用水的电导率值域,并不是水品质指标

去离子水

5.5×10-2

复电导率

假若物质处于随时间而变的电场,则电导率为複数(对于各向异性物质,电导率为复矩阵),称为导纳率。这方法可以套用于电阻抗断层成像,一种工业或医学成像。

另外一种计算交流的方法使用实值的电导率(跟时间有关)和实值的电容率。电导率越大,物质会越快吸收交流讯号,物质越不透明。

相关关係

电导率与温度紧密相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。在一段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率,必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性,时常可以表达为,电导率对上温度线图的斜率,用方程写为:

其中,是参考温度,是测量温度,是物质的电导率,

是物质在参考温度的固定参考电导率(通常在室温),

是物质的温度补偿斜率。

最常见的水的温度补偿斜率大约为2%/°C。但是,它可以在(1to3)%/°C值域之间。这数值与地球化学有关,可以很容易地在实验室里测量出来。

在非常低温的状况(在绝对零度附近),有些物质的电导率会变得非常高。称这现象为超导现象。

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