Ensimmäinen sähköjohtavuuteen kokeiltu henkilö on Stephen Gray. Hän on englantilainen värjäjä ja tähtitieteilijä. Hän syntyi Englannissa joulukuussa 1666 ja kuoli Lontoossa 7. helmikuuta 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson ovat muita tutkijoita, jotka tarkkailivat sähkönjohtavuusprosessia käyttämällä erityyppisiä metalleja kokeissaan. Aikaisemmin ihmiset käyttivät hiiltä sähkön tuottamiseen teollisuudessa, kodeissa, laivoissa, moottoreissa, rautalaatikoissa jne. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta sähkönjohtavuudesta.

Mikä on sähkönjohtavuus?

Sähkönjohtavuus määritellään yhdeksi johtavuuden tyypiksi, jolla on aineen tai materiaalien kyky johtaa sähköä määritellyllä alueella, jota voidaan kutsua myös johtavuudeksi tai elektrolyytin johtavuudeksi tai johtavuudeksi tai EC: ksi. Sähkönjohtavuuden symboli on sigma (σ).

Kun liuoksessa on ioneja, vain aineet välittävät sähköä. Ionit määritellään hiukkaseksi, joka kuljettaa liuoksessa positiivisia (+) tai negatiivisia (-) varauksia. Se mitataan EC-mittarilla. Johtavuusyksikkö: SI-johtavuusyksikkö on Siemenin metriä kohti (s / m), jonka keksivät Werner Von Siemens ja Johann Georg Halske.

Katsaus sähkönjohtavuuteen

Sähkönjohtavuus on prosessi, joka johtaa sähköä käyttämällä erilaisia metalleja. Sähkömuunnokset sähköenergiaa muihin energioihin. Sähkölaitteet kuluttavat enemmän virtaa virran johtamiseen ja se toimii vain suurella jännitteellä. Jotkut sähkölaitteista ovat vedenlämmittimiä, televisioita, mikroaaltouuni, hiustenkuivaajat, hiomakoneet, pölynimurit, tuulettimet, jääkaappi jne.

Tällä hetkellä saamme sähköä käyttämällä erityyppisiä metalleja, kuten hopea, alumiini, kulta, vesi, messinki, tina, lyijy, elohopea, grafiitti, kupari, teräs, rauta, merivesi, sitruunamehu, betoni jne. Ovat hyviä johtimet jotka johtavat sähköä. Jotkut huonoista johtimista ovat lasi, paperi, puu, hunaja, muovi, kumi, ilma, rikki, kaasut, öljyt, timantit jne., Jotka eivät johda sähköä.

Materiaalit ovat kahta tyyppiä, ne ovat metalleja ja ei-metalleja. metallien sähkönjohtavuus ovatko metallit hyviä johtimia, jotka johtavat sähköä, ja ei-metallit ovat huonoja johtimia, jotka eivät johda sähköä.

materiaalityypit

EC-mittari

EC-mittaria käytetään veden sähkönjohtavuuden mittaamiseen veden puhtauden tarkistamiseksi. Se koostuu 24 kHz: n neliöaallosta generaattori , platina-anturianturi, I – V-muunnin, tasasuuntaaja, suodatin, IoT-moduuli, Atmega 328 mikro-ohjain ja lämpösensori . EC-mittarin lohkokaavio on esitetty alla:

ec-mittari-lohkokaavio

Neliöaaltogeneraattori: Neliöaaltogeneraattori tuottaa vain digitaalisia signaaleja neliön aaltomuodossa, koska amplituditasot ovat rajalliset.
Platina-anturianturi: Neliöaaltogeneraattorin lähtö annetaan syötteenä anturianturiin, joka koostuu platinasta. Se on laite, jota käytetään havaitsemaan ympäristömuutokset.
I - V-muunnin: Sitä käytetään tuottamaan jännite (v), joka on verrannollinen annettuun virtaan (i).
Tasasuuntaaja: Tasasuuntaaja on sähkölaite, joka muuntaa vaihtovirran tasavirraksi (tasavirta).
Suodattaa: Se on laite, jota käytetään nesteiden tai kaasujen epäpuhtauksien poistamiseen.
IoT-moduuli: Se on pieni koneisiin ja esineisiin upotettu elektroninen laite. Sitä käytetään tietojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen langattoman verkon kautta.
Atmega328-mikrokontrolleri: Se on IC (integroitu piiri) upotettu elektronisiin laitteisiin ja sen koko on hyvin pieni.
Lämpösensori: Se on yhden tyyppinen anturi, jota käytetään ympäristön ja elektronisten laitteiden lämpötilan havaitsemiseen tai tunnistamiseen.

Veden sähkönjohtavuus

Veden sähkönjohtavuus kulkee virran, kun lisätään suolaa, sokeria tai muita veteen liukenevia liuottimia voi hajota ioneiksi. Ionit ovat kahden tyyppisiä, ne ovat positiivisesti varautuneita ioneja ja negatiivisesti varautuneita ioneja. Kemikaalit tai liuottimet, jotka liukenevat ioneiksi, tunnetaan myös elektrolyytteinä. Vesikapasiteettia lisäävät ionit johtamaan sähköä. Veden johtavuus on korkea, kun läsnä on enemmän ioneja, ja veden johtavuus on alhainen, kun vähemmän ioneja on läsnä.

Esimerkkejä sähkönjohtavuudesta

Veteen liuenneen veden johtokyvyn testaamiseksi tarvitsemme akun (9v), tislattua vettä, dekantterilasia, vaijeria, sokeria, ruokasoodaa. esimerkkejä sähkönjohtavuudesta ovat

Esimerkki 1: Liitä johdot akkuun oikein ja ota 50 ml tislattua vettä dekantterilasiin ja työnnä akun johdot dekantterilasiin, dekantterilasiin ei muodostu kaasukuplia, koska tislattu vesi ei johda sähköä.

Esimerkki 2: Liitä samalla tavalla johdot akkuun oikein ja ota 50 ml vesijohtovettä dekantterilasiin ja työnnä akun johdot dekantterilasiin, dekantterilasiin ei muodostu kaasukuplia, koska vesijohtovesi ei myöskään johda sähköä.

Esimerkki 3: Liitä samalla tavalla johdot akkuun oikein ja ota 50 ml tislattua vettä dekantterilasiin ja lisää ruokasoodaa ja huuhtele se hyvin, työnnä akun johdot dekantterilasiin, dekantterilasiin muodostuu kaasukuplia, koska sooda on hyvä johdin joka johtaa sähköä.

“miten vaimennin toimii ”

Sähkönjohtavuusyhtälö

Kuten tiedämme, että Ohmin laki ts. virta (I) on yhtä suuri kuin jännitteen (V) ja vastuksen (R) suhde. Se ilmaistaan

I = V / R ——– ekv (1)

Missä ‘minä’ on nykyinen

’V’ on jännite

”R” on vastus

Vastus määritellään resistiivisyyden ja pituuden tuloksi poikkileikkausalueen mukaan. Vastusyhtälö ilmaistaan

R = ρ * L / A ——– ekv (2)

Missä ’R’ on vastus

Eq (2): sta resistiivisyys ilmaistaan

ρ = R * A / L ——– ekv (3)

Missä 'ρ' -resistanssi

’L’ on pituus

Poikkileikkauksen alue

Johtokyky määritellään resistiivisyydeksi resistiivisyydeksi ja se ilmaistaan

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Eq: n (3) korvaaminen yhtälössä (4) saa

“miten cdi toimii ”

σ = 1 / R * A / L

Johtokyky (σ) = L / R * A ——– eq (5)

Sähkönjohtavuus (σ) = L / R * A on johdettu

Tiedämme, että voima on yhtä suuri kuin

F = Ee ——— eq (6)

F = ma ——— eq (7)

Missä 'F' on Voima

M on massa

’A’ on kiihtyvyys

ekvivalenttien (6) ja (7) yhtälöinti saa kiihtyvyyden

Kyllä = ei

a = Ee / m ——— eq (8)

Driftin nopeus ilmaistaan

V = aτ ———- eq (9)

Korvaa ekv (8) yhtälössä (9)

V = Ee / m * τ ——— eq (10)

“rc alipäästösuodattimen kaavio ”

Kokonaisveloitus ilmaistaan

DQ = env Lisää

DQ / dt = envA

missä DQ / dt on yhtä suuri kuin I ilmaistuna

I = envA

I / A = env

Missä I / A = J

Virrantiheys (J) = env ——– ekv (11)

Korvaa ekv (10) yhtälössä (11)

J = en * Ee / m * τ

J = ne2τ / m * E

Missä johtavuus (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ*E ——–eq(13)

Kuten tiedämme, että johtavuus on vastavuoroinen resistiivisyys eli σ = 1 / ρ

Korvaa σ = 1 / ρ ekvivalentissa (12)

J = E/ρ ———eq(14)

Missä rentoutumisaika annetaan

Rentoutumisaika (τ) = λ√m / 3K_BTeq (15)

Korvaa eq (15) eq: ssa (12) saamme johtavuusyhtälön muodossa

Johtokyky (σ) = ei^kaksiλ / √m * 3K_B* T

sähkönjohtavuuskaava on johdettu.

Sovellukset

Joitakin tärkeitä sovelluksia teollisuudessa ovat

Vedenkäsittely
Vuototunnistus
Puhdista paikalleen
Liitännän tunnistus
Suolanpoisto

Edut

Tämän johtavuuden etuihin kuuluvat seuraavat.

Nopeasti
Luotettavuus
Toistettavuus
Tuhoamaton
Kestävä
Halpa jne

Sähköinen johtavuus on yksi hyvä tekniikka, jota käytämme jokapäiväisessä elämässämme. Kuten tiedämme, aikaisempina päivinä ihmiset käyttivät tulitikkuja, hiiltä jne. Lämmitystarkoituksiin, mutta nyt tekniikka on kehitetty. Jokainen sähkölaite koostuu pienikokoisista johtimista. Tässä on kysymys, mitä johtajaa käytetään matkapuhelimissa?