NộI Dung
- Thông tin cơ bản về điện
- Độ dẫn điện là gì?
- Độ dẫn điện so với độ dẫn điện
- Độ dẫn điện và nước: Tổng quan
- Tầm quan trọng của tính dẫn điện trong nước
- Dẫn nhiệt
Bất cứ ai dành nhiều thời gian quanh bể bơi đều nhanh chóng phát hiện ra rằng mọi người thường rất quan tâm đến việc có các thiết bị điện gần nước - tất cả đều như vậy nếu chúng tình cờ được cắm vào.
Trên thực tế, điều này đúng trong hầu hết các tình huống trong đó một hồ chứa đủ nước tồn tại ở bất cứ nơi nào gần dòng điện được biết đến. Nhờ vào tính dẫn điện của nước, tội ác "máy nướng bánh mì trong bồn tắm" là một thứ sáo rỗng được yêu thích trong những câu chuyện bí ẩn, giết người thời xưa.
Vấn đề ở đây không phải là bạn có thể tự làm tổn thương mình bằng điện, mặc dù đó luôn là điều cần thiết để ghi nhớ; Người lớn cảnh giác nhất, và đối với vấn đề đó, học sinh cấp hai, biết cách tránh xa việc trộn nước với dòng điện dưới mọi hình thức cho dù chúng có biết vật lý hay không. (Trên thực tế, một số ý tưởng thận trọng quá mức vẫn tồn tại, chẳng hạn như khái niệm bạn có thể bị sốc nếu bạn chạm vào một công tắc đèn nhựa khi ngón tay ướt.)
Quan trọng hơn trong thời điểm hiện tại là câu hỏi về cách thức dòng điện "chảy" ít nhất một số chất lỏng khi ít nhất một số chất rắn có thể chứa nó. Có phải chỉ là nước tương tác với điện theo cách này? Còn sữa hay nước trái cây thì sao? Và nói chung, tính chất nào của vật chất đóng góp vào giá trị của nó độ dẫn nhiệt?
Thông tin cơ bản về điện
Hiện tượng được gọi là điện thực sự không hơn gì sự chuyển động của điện tử thông qua một số loại phương tiện vật lý, hoặc vật chất.
Bạn có thể không nghĩ không khí là một vật liệu, nhưng trên thực tế, không khí giàu các phân tử khác nhau mà bạn không thể nhìn thấy, rất nhiều trong số đó có thể và tham gia vào dòng điện. Bạn rõ ràng không thể nhìn thấy các điện tử, vì vậy nếu bạn tin vào điện, bạn nên tin rằng những thứ nhỏ bé đáng kinh ngạc đóng một vai trò rất lớn trong hành vi của các vật liệu hàng ngày!
Các vật liệu khác nhau cho phép đi qua các electron này - và với chúng, các điện tích của chúng - ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc phân tử và nguyên tử riêng lẻ của chúng. Càng ít va chạm với các vật thể nhỏ khác trải qua khi nén các electron, chúng càng dễ truyền qua vật chất đang nghi vấn.
Phương trình chung cho dòng chảy hiện tại là Tôi = V / R, Ở đâu Tôi là dòng chảy trong ampe, V là sự khác biệt tiềm năng điện trong volt ("điện áp") và R là điện trở trong ohms. Sức đề kháng có liên quan đến độ dẫn, vì bạn sẽ sớm tìm hiểu.
Độ dẫn điện là gì?
Độ dẫn điện, hoặc chính thức hơn độ dẫn điện, là một phép đo toán học của một vật liệu có khả năng dẫn điện. Nó được đại diện bởi sigma chữ Hy Lạp (σ) và đơn vị SI (hệ thống số liệu) của nó là siemens mỗi mét (S / m).
Độ dẫn điện chỉ là đối ứng toán học của điện trở suất. Điện trở suất được biểu thị bằng chữ cái Hy Lạp nhỏ rho () và được đo bằng ohm-mét (m), có nghĩa là S / m cũng có thể được mô tả là ohm-mét đối ứng (1 / Ωm hoặc m-1). Bằng cách mở rộng, bạn có thể thấy rằng một siemen là đối ứng của ohm. Từ tiến hành một cái gì đó trong thế giới thực là trái ngược với chống cự đoạn văn của nó, điều này làm cho ý nghĩa vật lý.
Độ dẫn điện của vật liệu là một tính chất bên trong của vật liệu đó và không liên quan đến cách thức lắp ráp một mạch hoặc hệ thống khác, được tính bằng "mỗi mét" trong đơn vị siemens. Nó liên quan đến tính kháng của vật liệu, thường là một sợi dây trong các vấn đề vật lý liên quan đến các tình huống này, bởi biểu thức R = LL / A Ở đâu L là chiều dài nếu dây tính bằng m và Một diện tích mặt cắt ngang của nó tính bằng m2.
Độ dẫn điện so với độ dẫn điện
Như đã lưu ý, độ dẫn điện không phụ thuộc vào thiết lập thử nghiệm và chỉ là sự phản ánh về cách thức một vật liệu nhất định (rắn, lỏng hoặc khí) "." Một số vật liệu tự nhiên tạo ra các chất dẫn điện mạnh (và do đó là điện trở kém) trong khi các vật liệu khác có thể dẫn điện yếu hoặc không tạo ra điện trở tốt (hoặc cách điện).
Với một mạch điện, bạn có thể điều khiển thiết lập để bạn có thể nhận được bất kỳ mức dòng điện nào bạn muốn với bất kỳ sự kết hợp nào của các yếu tố kháng mà bạn bao gồm. Đây là lý do tại sao kháng chiến được chỉ định R và không có chiều dài trong các đơn vị của nó; nó là thước đo của một thuộc tính hệ thống, không phải là vật liệu. Theo đó, độ dẫn điện (tượng trưng bằng chữ cái G và được đo bằng siemens) hoạt động theo cùng một cách. Nhưng nó thường thuận tiện hơn để sử dụng R hoặc là ρ hơn là đi cùng G hoặc là σ.
Tương tự như vậy, hãy xem xét rằng huấn luyện viên của một đội bóng đá có thể thay đổi sức mạnh và tốc độ của từng cầu thủ của mình, nhưng cuối cùng, mọi đội bóng tồn tại đều có những hạn chế thiết yếu giống nhau: 11 cầu thủ con người sang một bên, thay đổi về thể chất của họ khả năng nhưng có các tính chất cơ bản giống nhau.
Độ dẫn điện và nước: Tổng quan
Điều gây sốc nhất mà bạn sẽ học trong bài viết này (và đó không chỉ là một cách chơi chữ, trung thực!) Là nước, nói đúng ra, là một chất dẫn điện khủng khiếp. Đó là để nói, H tinh khiết2O (hydro và oxy theo tỷ lệ 2: 1) không dẫn điện.
Như bạn không có nghi ngờ gì đã kết luận, điều này có nghĩa là việc gặp phải nước thực sự tinh khiết là điều mà về cơ bản không bao giờ xảy ra. Ngay cả trong môi trường phòng thí nghiệm, các ion (hạt tích điện) dễ dàng "lẻn" vào nước được ngưng tụ từ hơi nước tinh khiết, tức là, được chưng cất.
Nước từ các đường ống và trực tiếp từ các nguồn tự nhiên luôn vô cùng giàu tạp chất như khoáng chất, hóa chất và các loại chất hòa tan. Điều này không nhất thiết là một điều xấu, tất nhiên; tất cả lượng muối đó trong nước biển chẳng hạn, làm cho việc nổi trên biển dễ dàng hơn một chút nếu đó là trò chơi của bạn.
Khi nó xảy ra, muối ăn (natri clorua hoặc NaCl) là một trong những chất được biết đến nhiều hơn có thể cướp nước của các đặc tính cách điện của nó khi hòa tan trong H2Ôi
Tầm quan trọng của tính dẫn điện trong nước
Độ dẫn của nước trong các con sông ở Hoa Kỳ rất rộng, từ khoảng 50 đến 1.500S / cm. Các dòng nước ngọt nội địa cho phép cá phát triển mạnh có xu hướng có từ 150 đến 500 trận / cm. Độ dẫn cao hơn hoặc thấp hơn có thể chỉ ra rằng nước không phù hợp với một số loài cá hoặc động vật có xương sống. Nước công nghiệp có thể lên tới 10.000 NGÀY / cm.
Độ dẫn điện là một thước đo gián tiếp, ví dụ, chất lượng nước suối. Mỗi đường thủy tự hào có một phạm vi tương đối ổn định có thể được sử dụng làm độ dẫn cơ bản của tiêu chuẩn nước uống. Đánh giá độ dẫn điện thường xuyên được thực hiện bằng cách sử dụng một đồng hồ đo độ dẫn nước. Những thay đổi lớn về độ dẫn có thể báo hiệu sự cần thiết phải nỗ lực làm sạch.
Dẫn nhiệt
Bài viết này rõ ràng về tính dẫn điện. Tuy nhiên, trong vật lý, bạn có thể nghe về sự dẫn nhiệt, hơi khác một chút vì nhiệt được đo bằng năng lượng trong khi điện, có thể cung cấp năng lượng thì không.
Những thay đổi về độ dẫn nhiệt của vật liệu có xu hướng thay đổi song song với độ dẫn điện của nó, mặc dù không thường trên cùng một thang đo. Một đặc tính thú vị của vật liệu là trong khi hầu hết chúng trở thành chất dẫn kém hơn khi chúng được nung nóng (vì các hạt phát ra xung quanh nhanh hơn và nhanh hơn khi nhiệt độ tăng, chúng có nhiều khả năng "can thiệp" vào các điện tử), nhưng điều này không đúng với một loại vật liệu gọi là chất bán dẫn.