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電導(dǎo)率的影響因素和測(cè)量方法

教育裝備采購(gòu)網(wǎng) 2017-06-09 11:21 圍觀1250次

  電導(dǎo)率 (electric conductivity) 是表示物質(zhì)傳輸電流能力強(qiáng)弱的種測(cè)量值。當(dāng)施加電壓于導(dǎo)體的兩端時(shí),其電荷載子會(huì)呈現(xiàn)朝某方向流動(dòng)的行為,因而產(chǎn)生電流。電導(dǎo)率 是以歐姆定律定義為電流密度 和電場(chǎng)強(qiáng)度 的比率:有些物質(zhì)會(huì)有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率,需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),二階張量,通常是對(duì)稱(chēng)的)。電導(dǎo)率是電阻率 的倒數(shù)。在際單位制中的單位是西門(mén)子/米 (S·m-1):電導(dǎo)率儀 (electrical conductivity meter) 是種是用來(lái)測(cè)量溶液電導(dǎo)率的儀器。

  影響因素

  (1)溫度:電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增而增。在段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,設(shè)定個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。

  (2)摻雜程度:固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)成電導(dǎo)率。水溶液的電導(dǎo)率低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度,或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要標(biāo)。水越純凈,電導(dǎo)率越低(電阻率越)。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄;電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率。

  (3)各向異性:有些物質(zhì)會(huì)有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率,需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),二階張量,通常是對(duì)稱(chēng)的)。

  電導(dǎo)率的測(cè)量通常是溶液的電導(dǎo)率測(cè)量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過(guò)歐姆定律和電阻定律測(cè)量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測(cè)量般采用交流信號(hào)作用于電導(dǎo)池的兩電板,由測(cè)量到的電導(dǎo)池常數(shù)K和兩板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率σ。

  電導(dǎo)率測(cè)量中早采用的是交流電橋法,它直接測(cè)量到的是電導(dǎo)值。常用的儀器設(shè)置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動(dòng)溫度補(bǔ)償器,在次儀表分由電導(dǎo)池和溫度傳感器組成,可以直接測(cè)量電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率。

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