- Cos'è la conduttività elettrica?
- Conducibilità dell'acqua
- Conducibilità del suolo
- Conducibilità del metallo
Spieghiamo cos'è la conduttività elettrica e in base a cosa varia. Conduzione elettrica di metalli, acqua e suolo.
Cos'è la conduttività elettrica?
La conducibilità elettrica è la capacità del questione per consentire il flusso di corrente elettrica attraverso il loro particelle. Questa capacità dipende direttamente dalla struttura atomica e molecolare del materiale, nonché da altri fattori fisici come il temperatura in cui si trova o lo stato in cui si trova (liquido, solido, gassoso).
La conducibilità elettrica è l'opposto della resistività, cioè la resistenza al passaggio di elettricità del materiali. Ci sono poi buoni materiali e cattivi materiali conduttori di elettricità, in quanto più o meno resistenti.
Il simbolo per rappresentare la conduttività è la lettera greca sigma (σ) e la sua unità di misurazione è la Siemens per metro (S/m) o 𝛀-1⋅ m-1. Per il suo calcolo, le nozioni di campo elettrico (E) e densità di corrente di conduzione (J), come segue:
J = σE, da dove: σ = J / E
La conducibilità varia a seconda del stato della materia. Nei mezzi liquidi, ad esempio, dipenderà dalla presenza di sali disciolti in essi che generano ioni caricati positivamente o negativamente e sono gli elettroliti responsabili della conduzione della corrente elettrica quando il liquido è sottoposto a un campo elettrico.
I solidi invece hanno una struttura atomica molto più chiusa e con meno movimento, quindi la conducibilità dipenderà dalla nuvola di elettroni condiviso dalle bande di Valencia e la banda di conduzione, che varia a seconda della natura atomica della materia: la metalli sono buoni conduttori elettrici e niente metalli, d'altra parte, buoni resistori (o isolanti, come plastica).
Conducibilità dell'acqua
Il Acqua in generale è un buon conduttore elettrico. Tuttavia, questa capacità dipende dal suo margine di solidi disciolti totali (TDS), poiché la presenza di sali e minerali nell'acqua forma gli ioni elettrolitici che consentono il passaggio della corrente elettrica. Prova ne è che acqua distillata, che vengono eliminati (usando distillazione e altri metodi) tutti gli ioni disciolti in esso e non conduce elettricità.
In questo modo la conducibilità dell'acqua salata è maggiore di quella dell'acqua dolce. L'aumento del tasso di conducibilità può essere registrato man mano che gli ioni disciolti vengono aggiunti al liquido, fino a raggiungere un limite di concentrazione ionica in cui si formano coppie di ioni, positivo con negativo, che annullano la loro carica e ne impediscono la conduttività.
Conducibilità del suolo
Il suoliIn generale, hanno una conduttività elettrica diversa, a seconda di vari fattori come l'irrigazione dell'acqua o la quantità di sali che presentano. Come nel caso dell'acqua, suoli più salini saranno migliori conduttori elettrici di quelli meno salini, e questa distinzione è spesso determinata dalla quantità di acqua che ricevono (poiché l'acqua può "lavare" i sali dal terreno).
Questo livello di salinità viene spesso confuso con la sodicità del suolo (presenza di sodio), quando in realtà per salinità si intende l'abbondanza dei cationi sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca2+) e magnesio (Mg2+), insieme ai cationi cloro (Cl–), solfato (SO42-), bicarbonato (HCO3–) e carbonato (CO32-).
Pertanto, in molti casi vengono utilizzate tecniche come il lavaggio (per suoli molto salini) o l'iniezione di altri elementi neutralizzanti (come lo zolfo) per quelli molto basici. Questo può essere spesso determinato da test di conduzione elettrica.
Conducibilità del metallo
I metalli sono generalmente ottimi conduttori elettrici. Questo è perché atomi di questo tipo di materiale si combinano per formazione di collegamenti metallici. Nei metalli, gli elettroni rimangono attorno al metallo come una nuvola, muovendosi attorno a nuclei atomici strettamente legati, e sono loro che consentono il flusso elettrico.
Quando il metallo viene applicato a un campo elettrico, gli elettroni fluiscono liberamente da un'estremità all'altra del metallo, proprio come avviene con il metallo. calore, di cui sono entrambi buoni trasmettitori. Ecco perché il rame e altri metalli nelle linee elettriche e nei dispositivi elettronici. La figura seguente rappresenta schematicamente il flusso di elettroni (in rosso) quando un campo elettrico viene applicato a un metallo: