电导、电导率、电导仪、电阻、电阻率--关系

 
电导表示某一种导体传输电流能力强弱程度。单位是西门子,简称西,符号S。或姆欧。对于纯电阻线路,电导与电阻的关系方程为G=1/R, 其中G为物体电导,导体的电阻越小,电导就越大,数值上等于电阻的倒数: G = 1/R。 在交流电路中电导定义为导纳的实部(注意:不是电阻的倒数):Y = G + jB。电导会随着温度的变化而有所变化。
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电导率 (electric conductivity) 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。电导率 是以欧姆定律定义为电流密度 和电场强度 的比率:有些物质会有异向性 (anisotropic) 的电导率,必需用 3 X 3 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 (electrical conductivity meter) 是一种是用来测量溶液电导率的仪器。
电导仪:
       1定义:测量物质导电能力的仪器。
    测定电导率,根据标准曲线推断水矿化度的仪器。
水中含盐量愈大,水的导电性能愈强。故根据电导率的大小,可以推算水中矿化度的大小。  可测量超纯水和浓盐度水。
 
电导率:
1基本概念
  (1)英文:conductivity(or specific conductance)
  (2)定义:电阻率的倒数为电导率,用希腊字母κ表示,κ=1/ρ 。除非特别指明,电导率的测量温度是标准温度( 25 °C )。
  (3)单位:在国际单位制中,电导率的单位称为西门子/米(S/m),其它单位有:MS/cm,S/cm,μS/cm。1S/m=1000mS/m=1000000μS/m=10mS/cm=10000μS/cm。
  (4)说明:电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强,反之越小。另外,不少人将电导电导率混淆:电导是电阻的倒数,电导率是电阻率的倒数。

2 影响因素编辑本段

  (1)温度电导率与温度具有很大相关性。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。
  (2)掺杂程度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相依于其内含溶质盐的浓度,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系数来纪录;电导系数是水在 25°C 温度的电导率。
  (3)各向异性有些物质会有异向性 (anisotropic) 的电导率,必需用 3 X 3 矩阵来表达(使用数学术语,第二阶张量,通常是对称的)

3 测量方法编辑本段

电导率的测量通常是溶液的电导率测量。
固体导体的电阻率可以通过欧姆定律和电阻定律测量。电解质溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板,由测量到的电导池常数K和两电极板之间的电导G而求得电导率σ。
  电导率测量中**早采用的是交流电桥法,它直接测量到的是电导值。**常用的仪器设置有常数调节器、温度系数调节器和自动温度补偿器,在一次仪表部分由电导池和温度传感器组成,可以直接测量电解质溶液电导率。

4.1 电导率的测量原理

  电导率的测量原理是将相互平行且距离是固定值L的两块极板(或圆柱电极),放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(为了避免溶液电解,通常为正弦波电压,频率1~3kHz)。然后通过电导仪测量极板间电导。
  电导率的测量需要两方面信息。一个是溶液的电导G,另一个是溶液的几何参数S。电导可以通过电流、电压的测量得到。根据关系式S=K×G可以等到电导率的数值。这一测量原理在直接显示测量仪表中得到广泛应用。
  而K= L /A
  A——测量电极的有效极板
  L——两极板的距离
  这一值则被称为电极常数。在电极间存在均匀电场的情况下,电极常数可以通过几何尺寸算出。当两个面积为1cm的方形极板,之间相隔1cm组成电极时,此电极的常数K=1cm。如果用此对电极测得电导值G=1000μs,则被测溶液的电导率K=1000μs/ cm。
  一般情况下,电极常形成部分非均匀电场。此时,电极常数必须用标准溶液进行确定。标准溶液一般都使用KCl溶液这是因为KCl的电导率的不同的温度和浓度情况下非常稳定,准确。0.1mol/l的KCl溶液在25℃时电导率为12.88ms/cm。