¿Qué es la conductividad eléctrica y su derivación?

¿Qué es la conductividad eléctrica y su derivación?

La primera persona que experimentó con la conductividad eléctrica es Stephen Gray. Es un tintorero y astrónomo inglés. Nació en Inglaterra en diciembre de 1666 y murió en Londres el 7 de febrero de 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson son otros científicos que observaron el proceso de conductividad eléctrica utilizando diferentes tipos de metales en sus experimentos. Antes, la gente usaba carbón para producir electricidad en industrias, hogares, barcos, motores, cajas de hierro, etc. Este artículo analiza una descripción general de la conductividad eléctrica.



¿Qué es la conductividad eléctrica?

La conductividad eléctrica se define como un tipo de conductividad que tiene la capacidad de una sustancia o materiales para conducir electricidad sobre un área definida, también podemos llamarlo conductividad o conductividad electrolítica o conductividad o EC. El símbolo de la conductividad eléctrica está representado por sigma (σ).


Cuando hay iones presentes en la solución, solo las sustancias transmiten electricidad. Los iones se definen como una partícula que lleva cargas positivas (+) o negativas (-) en la solución. Se mide con el medidor de CE. Unidad de conductividad: la unidad SI de conductividad es la de Siemen por metro (s / m), que fue inventada por Werner Von Siemens y Johann Georg Halske.





Descripción general de la conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica es el proceso que conduce la electricidad utilizando diferentes metales. Los dispositivos que son eléctricos se convierten energía eléctrica en otras energías. Los dispositivos eléctricos consumen más energía para la conducción de corriente y solo funcionan con alto voltaje. Algunos de los dispositivos eléctricos son calentadores de agua, televisores, microondas, secadores de pelo, amoladoras, aspiradoras, ventiladores, nevera, etc.

Actualmente estamos obteniendo electricidad usando diferentes tipos de metales como plata, aluminio, oro, agua, latón, estaño, plomo, mercurio, grafito, cobre, acero, hierro, agua de mar, jugo de limón, concreto, etc.son los buenos conductores que conducen la electricidad. Algunos de los malos conductores son vidrio, papel, madera, miel, plástico, caucho, aire, azufre, gases, aceites, diamantes, etc., que no conducen la electricidad.



Los materiales son de dos tipos: metales y no metales. los conductividad eléctrica de los metales Los metales son buenos conductores que conducen la electricidad y los no metales son malos conductores que no conducen la electricidad.


tipos-de-materiales

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Medidor de EC

El medidor de CE se utiliza para medir la conductividad eléctrica del agua para verificar la pureza del agua. Consiste en una onda cuadrada de 24 kHz generador , sensor de sonda de platino, convertidor I – V, rectificador, filtro, módulo IoT, Atmega 328 microcontrolador , y sensor de temperatura . El diagrama de bloques del medidor EC se muestra a continuación:

diagrama de bloques del medidor-ec

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  • Generador de ondas cuadradas: El generador de onda cuadrada genera solo señales digitales en forma de onda cuadrada porque los niveles de amplitud son finitos.
  • Sensor de sonda de platino: La salida del generador de onda cuadrada se da como entrada a la sonda del sensor, que está hecha de platino. Es un dispositivo, que se utiliza para detectar cambios en el entorno.
  • Convertidor I - V: Se utiliza para producir un voltaje (v) que es proporcional a la corriente dada (i).
  • Rectificador: El rectificador es un dispositivo eléctrico que convierte CA (corriente alterna) en CC (corriente continua).
  • Filtrar: Es un dispositivo que se utiliza para eliminar impurezas en líquidos o gases.
  • Módulo de IoT: Es un pequeño dispositivo electrónico incrustado en máquinas y cosas. Se utiliza para enviar y recibir datos a través de una red inalámbrica.
  • Microcontrolador Atmega328: Es un IC (circuito integrado) incrustado en dispositivos electrónicos y su tamaño es muy pequeño.
  • Sensor de temperatura: Es un tipo de sensor que se utiliza para detectar o detectar la temperatura en el medio ambiente y los dispositivos electrónicos.

Conductividad eléctrica del agua

La conductividad eléctrica del agua pasa la corriente cuando agregamos sal, azúcar o cualquier otro solvente que al disolverse en el agua puede romperse en iones. Los iones son de dos tipos: iones con carga positiva e iones con carga negativa. Los productos químicos o disolventes que se disuelven en iones también se conocen como electrolitos. Los iones aumentan la capacidad del agua para conducir electricidad. La conductividad del agua es alta cuando hay más iones presentes y la conductividad del agua es baja cuando hay menos iones.

Ejemplos de conductividad eléctrica

Para probar la conductividad del agua disuelta en agua, necesitamos una batería (9v), agua destilada, vaso de precipitados, alambre, azúcar, bicarbonato de sodio. los ejemplos de conductividad eléctrica son

Ejemplo 1: Conecte los cables a la batería correctamente y tome 50 ml de agua destilada en un vaso de precipitados e inserte los cables de la batería en el vaso de precipitados, no se forman burbujas de gas en el vaso de precipitados porque el agua destilada no conduce la electricidad.

Ejemplo 2: De manera similar, conecte los cables a la batería correctamente y tome 50 ml de agua del grifo en un vaso e inserte los cables de la batería en el vaso, no se forman burbujas de gas en el vaso porque el agua del grifo tampoco conduce electricidad.

Ejemplo 3: Del mismo modo, conecte los cables a la batería correctamente y tome 50 ml de agua destilada en un vaso de precipitados y agregue un poco de bicarbonato de sodio y enjuáguelo bien, inserte los cables de la batería en el vaso de precipitados, se formarán burbujas de gas en el vaso de precipitados porque la soda es un buen conductor que conduce la electricidad.

Ecuación de conductividad eléctrica

Como sabemos que el Ley de Ohm es decir, la corriente (I) es igual a la relación de voltaje (V) y resistencia (R). Se expresa como

I = V / R ——– eq (1)

Donde 'yo' es actual

'V' es voltaje

'R' es resistencia

La resistencia se define como el producto de la resistividad y la longitud por el área de la sección transversal. La ecuación de resistencia se expresa como

R = ρ * L / A --- eq (2)

Donde 'R' es resistencia

De la ecuación (2), la resistividad se expresa como

ρ = R * A / L --- eq (3)

Donde 'ρ' resistividad

'L' es la longitud

Un área de la sección transversal

La conductividad se define como un recíproco de la resistividad y se expresa como

σ = 1 / ρ ——— eq (4)

Sustituyendo la ecuación (3) en la ecuación (4) obtendrá

σ = 1 / R * A / L

Conductividad (σ) = L / R * A ——– eq (5)

Conductividad eléctrica (σ) = L / R * A se deriva

Sabemos que la fuerza es igual a

F = Ee ——— eq (6)

F = ma ——— eq (7)

Donde 'F' es Fuerza

'M' es masa

'A' es una aceleración

igualar la ecuación (6) y (7) obtendrá aceleración

Si = no

a = Ee / m ——— eq (8)

La velocidad de deriva se expresa como

V = aτ ———- eq (9)

Sustituyendo la ecuación (8) en la ecuación (9)

V = Ee / m * τ ——— eq (10)

La carga total se expresa como

DQ = env Agregar

DQ / dt = envA

donde DQ / dt es igual a I, expresado como

Y = envase

I / A = env

Donde I / A = J

Densidad de corriente (J) = env ——– eq (11)

Sustituya la ecuación (10) en la ecuación (11)

J = en * Ee/m * τ

J = ne2τ / m * E

Donde conductividad (σ) = ne2τ / m ——– eq (12)

J = σ * E ——– eq (13)

Como sabemos, la conductividad es recíproca de la resistividad, es decir, σ = 1 / ρ

Sustituya σ = 1 / ρ en la ecuación (12)

J = E / ρ ——— eq (14)

Donde el tiempo de relajación se da como

Tiempo de relajación (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)

Sustituyendo la ecuación (15) en la ecuación (12) obtenemos la ecuación de conductividad como

Conductividad (σ) = no2λ / √m * 3KB* T

los fórmula de conductividad eléctrica es derivado.

Aplicaciones

Algunas aplicaciones importantes en las industrias son

  • Tratamiento de aguas
  • Detección de fugas
  • Limpiar en su lugar
  • Detección de interfaz
  • Desalinización

Ventajas

Las ventajas de esta conductividad incluyen las siguientes.

  • Rápido
  • Fiabilidad
  • Repetibilidad
  • No destructivo
  • Durable
  • Barato, etc.

Eléctrico conductividad es una de las buenas tecnologías que utilizamos en nuestra vida diaria. Como sabemos, en los primeros días la gente usaba fósforos, carbón, etc. para fines de calefacción, pero ahora la tecnología está desarrollada. Cada dispositivo eléctrico se compone de conductores de pequeño tamaño. Aquí está la pregunta para usted, ¿qué conductor está utilizando en los teléfonos móviles?