La première personne expérimentée avec la conductivité électrique est Stephen Gray. Il est un teinturier et astronome anglais. Il est né en Angleterre en décembre 1666 et est mort à Londres le 7 février 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson sont d'autres scientifiques qui ont observé le processus de conductivité électrique en utilisant différents types de métaux dans leurs expériences. Au début, les gens utilisaient le charbon pour produire de l’électricité dans les industries, les maisons, les bateaux, les moteurs, les caisses en fer, etc. Cet article présente un aperçu de la conductivité électrique.
Qu'est-ce que la conductivité électrique?
La conductivité électrique est définie comme un type de conductivité qui a une capacité de substance ou de matériaux à conduire l'électricité sur une zone définie, nous pouvons également l'appeler conductivité ou conductivité électrolyte ou conductivité ou EC. Le symbole de la conductivité électrique est représenté par sigma (σ).
Lorsque des ions sont présents dans la solution, seules les substances transmettent de l'électricité. Les ions sont définis comme une particule qui porte des charges positives (+) ou négatives (-) dans la solution. Il est mesuré par le compteur EC. Unité de conductivité: L'unité SI de conductivité est le Siemen par mètre (s / m), inventé par Werner Von Siemens et Johann Georg Halske.
Vue d'ensemble de la conductivité électrique
La conductivité électrique est le processus qui conduit l'électricité en utilisant différents métaux. Les appareils qui sont des convertisseurs électriques énergie électrique dans d'autres énergies. Les appareils électriques consomment plus d'énergie pour la conduction du courant et ne fonctionnent qu'en haute tension. Certains des appareils électriques sont des chauffe-eau, des télévisions, des fours à micro-ondes, des sèche-cheveux, des moulins, des aspirateurs, des ventilateurs, un réfrigérateur, etc.
Actuellement, nous obtenons de l'électricité en utilisant différents types de métaux comme l'argent, l'aluminium, l'or, l'eau, le laiton, l'étain, le plomb, le mercure, le graphite, le cuivre, l'acier, le fer, l'eau de mer, le jus de citron, le béton, etc. conducteurs qui conduisent l'électricité. Certains des mauvais conducteurs sont le verre, le papier, le bois, le miel, le plastique, le caoutchouc, l'air, le soufre, les gaz, les huiles, les diamants, etc. qui ne conduisent pas l'électricité.
Les matériaux sont de deux types: métaux et non - métaux. Le conductivité électrique des métaux Les métaux sont de bons conducteurs qui conduisent l’électricité et les non-métaux sont de mauvais conducteurs qui ne conduisent pas l’électricité.
types de matériaux
Compteur EC
Le compteur EC est utilisé pour mesurer la conductivité électrique de l'eau afin de vérifier la pureté de l'eau. Il se compose d'une onde carrée de 24 kHz Générateur , capteur à sonde platine, convertisseur I – V, redresseur, filtre, module IoT, Atmega 328 microcontrôleur , et capteur de température . Le schéma fonctionnel du compteur EC est illustré ci-dessous:
schéma-bloc-mètre-ec
- Générateur d'onde carrée: Le générateur d'ondes carrées génère uniquement des signaux numériques sous forme d'onde carrée car les niveaux d'amplitude sont finis.
- Capteur de sonde platine: La sortie du générateur d'onde carrée est donnée comme entrée de la sonde du capteur, qui est constituée de platine. C'est un appareil, qui est utilisé pour détecter les changements dans l'environnement.
- Convertisseur I - V: Il permet de produire une tension (v) proportionnelle au courant donné (i).
- Redresseur: Le redresseur est un appareil électrique qui convertit le courant alternatif (courant alternatif) en courant continu (courant continu).
- Filtre: C'est un appareil utilisé pour éliminer les impuretés dans les liquides ou les gaz.
- Module IoT: C'est un petit appareil électronique intégré dans des machines et des objets. Il est utilisé pour envoyer et recevoir des données via un réseau sans fil.
- Microcontrôleur Atmega328: C'est un IC (circuit intégré) intégré dans les appareils électroniques et sa taille est très petite.
- Capteur de température: C'est un type de capteur utilisé pour détecter ou détecter la température dans l'environnement et les appareils électroniques.
Conductivité électrique de l'eau
La conductivité électrique de l'eau passe le courant lorsque nous ajoutons du sel, du sucre ou tout autre solvant qui se dissout dans l'eau peut se briser en ions. Les ions sont de deux types: ce sont des ions chargés positivement et des ions chargés négativement. Les produits chimiques ou solvants qui se dissolvent en ions sont également appelés électrolytes. La capacité de l'eau est augmentée par les ions à conduire l'électricité. La conductivité de l'eau est élevée lorsque plus d'ions sont présents et la conductivité de l'eau est faible lorsque moins d'ions sont présents.
Exemples de conductivité électrique
Pour tester la conductivité de l'eau dissoute dans l'eau, nous avons besoin d'une batterie (9v), d'eau distillée, d'un bécher, d'un fil, de sucre, de bicarbonate de soude. Le exemples de conductivité électrique sommes
Exemple 1: Connectez correctement les fils à la batterie et prenez 50 ml d'eau distillée dans un bécher et insérez les fils de la batterie dans le bécher, aucune bulle de gaz ne se forme dans le bécher car l'eau distillée ne conduit pas l'électricité.
Exemple 2: De même, connectez correctement les fils à la batterie et prenez 50 ml d'eau du robinet dans un bécher et insérez les fils de la batterie dans le bécher, aucune bulle de gaz ne se forme dans le bécher car l'eau du robinet ne conduit pas non plus l'électricité.
Exemple 3: De même Connectez correctement les fils à la batterie et prenez 50 ml d'eau distillée dans un bécher et ajoutez du bicarbonate de soude et rincez-le bien, insérez les fils de la batterie dans le bécher, des bulles de gaz se formeront dans le bécher car la soude est un bon conducteur qui conduit l'électricité.
Équation de conductivité électrique
Comme nous savons que le Loi d'Ohm c'est-à-dire que le courant (I) est égal au rapport entre la tension (V) et la résistance (R). Il est exprimé comme
I = V / R ——– eq (1)
Où «je» est actuel
«V» est la tension
«R» est la résistance
La résistance est définie comme un produit de la résistivité et de la longueur par la section transversale. L'équation de résistance est exprimée comme
R = ρ * L / A ——– eq (2)
Où «R» est la résistance
À partir de l'éq (2), la résistivité est exprimée par
ρ = R * A / L ——– eq (3)
Où «ρ» résistivité
«L» est la longueur
Une zone de la section transversale
La conductivité est définie comme une réciproque de résistivité et qui s'exprime par
σ = 1 / ρ ——— éq (4)
Substituer eq (3) dans eq (4) obtiendra
σ = 1 / R * A / L
Conductivité (σ) = L / R * A ——– eq (5)
Conductivité électrique (σ) = L / R * A est dérivée
Nous savons que la force est égale à
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— eq (7)
Où «F» est Force
«M» est la masse
«A» est une accélération
assimiler les eq (6) et (7) obtiendra une accélération
Oui = non
a = Ee / m ——— eq (8)
La vitesse de dérive est exprimée par
V = aτ ———- eq (9)
Remplacement de l'eq (8) dans l'eq (9)
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
La charge totale est exprimée en
DQ = env Ajouter
DQ / dt = envA
où DQ / dt est égal à I, exprimé par
I = envA
I / A = env
Où I / A = J
Densité de courant (J) = env ——– eq (11)
Remplacez l'eq (10) dans l'eq (11)
J = en * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Où conductivité (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)
J = σ * E ——– éq (13)
Comme nous savons que la conductivité est réciproque de la résistivité, c'est-à-dire σ = 1 / ρ
Remplacer σ = 1 / ρ dans l'éq (12)
J = E / ρ ——— éq (14)
Où le temps de relaxation est donné comme
Temps de relaxation (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Remplacez l'eq (15) dans l'eq (12), nous obtenons l'équation de conductivité comme
Conductivité (σ) = nondeuxλ / √m * 3KB* T
Le formule de conductivité électrique est dérivé.
Applications
Certaines applications importantes dans les industries sont
- Traitement de l'eau
- Detection des fuites
- Nettoyage en place
- Détection d'interface
- Dessalement
Avantages
Les avantages de cette conductivité sont les suivants.
- Vite
- Fiabilité
- Répétabilité
- Non destructif
- Durable
- Pas cher, etc.
Électrique conductivité est l'une des bonnes technologies que nous utilisons dans notre vie quotidienne. Comme nous le savons, dans les premiers temps, les gens utilisaient des bâtons d'allumettes, du charbon, etc. pour le chauffage, mais maintenant la technologie est développée. Chaque appareil électrique est composé de conducteurs de petites tailles. Voici la question pour vous quel conducteur utilise dans les téléphones mobiles?
