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电导率
✍ dations ◷ 2025-06-27 10:55:30 #电导率
电导率(英语: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
σ
{displaystyle sigma ,!}
是以欧姆定律定义为电流密度
J
{displaystyle mathbf {J} ,!}
和电场强度
E
{displaystyle mathbf {E} ,!}
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
ρ
{displaystyle rho ,!}
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。电传导性 (electric conductivity) 是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性,可把物质分为导体,半导体和绝缘体。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跟其内含溶质盐的浓度有关,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。(S·m-1)(°C)假若物质处于随时间而变的电场,则电导率为复数(对于各向异性物质,电导率为复矩阵),称为导纳率 (admittivity) 。这方法可以应用于电阻抗断层成像 (electrical impedance tomography) ,一种工业或医学成像。另外一种计算交流的方法使用实值的电导率(跟时间有关)和实值的电容率。电导率越大,物质会越快吸收交流讯号,物质越不透明。电导率与温度紧密相关。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,用方程写为其中,
T
0
{displaystyle T_{0},!}
是参考温度,
T
{displaystyle T,!}
是测量温度,
σ
{displaystyle sigma ,!}
是物质的电导率,
σ
0
{displaystyle sigma _{0},!}
是物质在参考温度的固定参考电导率(通常在室温),
α
{displaystyle alpha ,!}
是物质的温度补偿斜率。最常见的水的温度补偿斜率大约为 2 %/°C 。但是,它可以在 (1 to 3) %/°C 值域之间。这数值与地球化学有关,可以很容易地在实验室里测量出来。在非常低温的状况(在绝对零度附近),有些物质的电导率会变得非常高。称这现象为超导现象。
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