Өткізгіштік: Анықтама|Теңдеулер|Өлшемдер|Қолданулар

Электр өткізгіштікдерексіз ұғымнан әлдеқайда көп; бұл сіздің қолыңыздағы ең соңғы электронды құрылғылардан бастап, қалаларымызды жарықтандыратын үлкен электр тарату желілеріне дейін үнсіз қуат беретін біздің өзара байланысты әлеміміздің негізгі тірегі.

Инженерлер, физиктер және материалтанушылар немесе материяның мінез-құлқын шынайы түсінуге тырысатын кез келген адам үшін өткізгіштікті меңгеру келіспейді. Бұл тереңдетілген нұсқаулық өткізгіштіктің нақты анықтамасын беріп қана қоймайды, сонымен қатар оның маңызды маңыздылығын ашады, оған әсер ететін факторларды зерттейді және оның жартылай өткізгіштер, материалтану және жаңартылатын энергия сияқты әртүрлі салалардағы ең озық қолданбаларын көрсетеді. Бұл маңызды қасиетті түсіну электр әлемі туралы біліміңізді қалай өзгерте алатынын білу үшін басыңыз.

Мазмұны:

1. Өткізгіштік дегеніміз не

2. Өткізгіштікке әсер ететін факторлар

3. Өткізгіштік өлшем бірліктері

4. Өткізгіштік қалай өлшенеді: теңдеулер

5. Өткізгіштікті өлшеу үшін қолданылатын құралдар

6. Өткізгіштіктің қолданылуы

7. Жиі қойылатын сұрақтар

Өткізгіштік дегеніміз не?

Электрөткізгіштік (σ) - материалдың электр тогының ағынын қамтамасыз ету қабілетін сандық түрде көрсететін негізгі физикалық қасиет.. Негізінде ол заряд тасымалдаушылардың, ең алдымен металдардағы бос электрондардың затты қаншалықты оңай өткізе алатынын анықтайды. Бұл маңызды сипаттама микропроцессорлардан қалалық энергетикалық инфрақұрылымға дейін сансыз қосымшалар үшін берік негіз болып табылады.

Өткізгіштіктің кері бөлігі ретінде электрлік кедергі (ρ) ток ағынына қарсылық. Сондықтан,төмен қарсылық жоғары өткізгіштікке тікелей сәйкес келеді. Бұл өлшемнің стандартты халықаралық бірлігі – Siemens/ метр (С/м), дегенмен миллисиемендер/ сантиметр (мС/см) әдетте химиялық және қоршаған ортаны талдауда қолданылады.

Өткізгіштік пен меншікті кедергі: өткізгіштерге қарсы изоляторлар

Ерекше өткізгіштік (σ) материалдарды өткізгіштер ретінде белгілейді, ал айқын кедергі (ρ) оларды идеалды оқшаулағыштар етеді. Негізінен, материалды өткізгіштіктегі қатты қарама-қайшылық жылжымалы заряд тасымалдаушылардың дифференциалды қолжетімділігінен туындайды.

Жоғары өткізгіштік (өткізгіштер)

Мыс және алюминий сияқты металдар өте жоғары өткізгіштікке ие. Бұл олардың жеке атомдармен қатты байланыспаған жеңіл жылжымалы валенттік электрондардың кең «теңізіне» ие атомдық құрылымына байланысты. Бұл қасиет оларды электр сымдары, электр беру желілері және жоғары жиілікті тізбектердің іздері үшін таптырмас етеді.

Егер сіз материалдың электр тогын өткізетінін көбірек білгіңіз келсе, өміріңіздегі барлық материалдардың электр өткізгіштігін анықтауға бағытталған постты оқып шығыңыз.

Төмен өткізгіштік (оқшаулағыштар)

Резеңке, шыны және керамика сияқты материалдар оқшаулағыш ретінде белгілі. Оларда бос электрондар аз немесе мүлдем жоқ, олар электр тогының өтуіне қатты қарсы тұрады. Бұл сипаттама оларды қауіпсіздік, оқшаулау және барлық электр жүйелеріндегі қысқа тұйықталулардың алдын алу үшін маңызды етеді.

Өткізгіштікке әсер ететін факторлар

Электр өткізгіштік материалдың негізгі қасиеті болып табылады, бірақ жалпы қате түсінікке қарамастан, ол тұрақты тұрақты емес. Материалдың электр тогын өткізу қабілетіне сыртқы ортаның айнымалылары мен нақты композициялық инженерия терең және болжамды түрде әсер етуі мүмкін. Осы факторларды түсіну қазіргі заманғы электроника, сенсорлық және энергетикалық технологиялардың негізі болып табылады:

1. Өткізгіштікке сыртқы факторлар қалай әсер етеді

Материалдың тікелей ортасы оның заряд тасымалдаушыларының (әдетте электрондар немесе тесіктер) қозғалғыштығын айтарлықтай бақылайды. Оларды егжей-тегжейлі қарастырайық:

1. Жылулық әсерлер: Температураның әсері

Температура электр кедергісі мен өткізгіштігінің ең әмбебап модификаторы болуы мүмкін.

Таза металдардың басым көпшілігі үшінтемпература көтерілген сайын өткізгіштік төмендейді. Жылу энергиясы металдың атомдарының (кристалдық тордың) үлкен амплитудамен дірілдеуіне әкеледі, демек, бұл күшейтілген тор тербелістері (немесе фонондар) валенттік электрондардың бірқалыпты ағынына тиімді кедергі келтіре отырып, шашырау оқиғаларының жиілігін арттырады. Бұл құбылыс қызып кеткен сымдардың неліктен қуат жоғалуына әкелетінін түсіндіреді.

Керісінше, жартылай өткізгіштер мен оқшаулағыштарда температураның жоғарылауымен өткізгіштік күрт артады. Қосылған жылу энергиясы электрондарды валенттік диапазоннан диапазондағы және өткізгіштік диапазонға қоздырады, осылайша жылжымалы заряд тасымалдаушылардың көбірек санын жасайды және кедергіні айтарлықтай төмендетеді.

2. Механикалық кернеу: қысым мен деформацияның рөлі

Механикалық қысымды қолдану материалдың атомдық аралығын және кристалдық құрылымын өзгертуі мүмкін, бұл өз кезегінде өткізгіштікке әсер етеді және бұл пьезорезистивті сенсорларда маңызды құбылыс.

Кейбір материалдарда қысу қысымы атомдарды бір-біріне жақындатады, электрон орбитальдарының қабаттасуын күшейтеді және заряд тасымалдаушылардың қозғалысын жеңілдетеді, осылайша өткізгіштікті арттырады.

Кремний сияқты материалдарда созылу (созылу деформациясы) немесе сығу (сығымдау деформациясы) заряд тасымалдаушылардың тиімді массасы мен қозғалғыштығын өзгерте отырып, электронды энергия жолақтарын қайта реттей алады. Бұл нақты әсер тензометрлер мен қысым түрлендіргіштерінде қолданылады.

2. Қоспалар өткізгіштікке қалай әсер етеді

Қатты дене физикасы мен микроэлектроника саласында электрлік қасиеттерді соңғы бақылау композициялық инженерия арқылы, ең алдымен, допинг арқылы қол жеткізіледі.

Допинг – кремний немесе германий сияқты жоғары тазартылған, өзіндік негіздік материалға белгілі бір қоспа атомдарының іздік мөлшерін (әдетте миллионда бір бөлікпен өлшенеді) жоғары бақыланатын енгізу.

Бұл процесс тек өткізгіштікті өзгертпейді; ол есептеу үшін қажетті болжамды, асимметриялық электрлік мінез-құлық жасау үшін материалдың тасымалдаушы түрі мен концентрациясын түбегейлі бейімдейді:

N-типті допинг (теріс)

Негізгі материалдан (мысалы, кремнийде 4 бар) валенттілік электрондары көп элементті енгізу (мысалы, фосфор немесе мышьяк, оларда 5). Қосымша электрон өткізгіштік диапазонға оңай беріледі, бұл электронды бастапқы заряд тасымалдаушыға айналдырады.

P-типті допинг (оң)

Валенттік электрондары аз элементті енгізу (мысалы, бор немесе галлий, оларда 3). Бұл оң заряд тасымалдаушы ретінде әрекет ететін электронды бос орынды немесе «тесік» жасайды.

Допинг арқылы өткізгіштікті дәл бақылау мүмкіндігі цифрлық дәуірдің қозғалтқышы болып табылады:

Жартылай өткізгіш құрылғылар үшін ол қалыптау үшін қолданыладыp-nқосылыстар, диодтар мен транзисторлардың белсенді аймақтары, олар тек бір бағытта ток ағынына мүмкіндік береді және интегралды схемаларда (IC) негізгі коммутациялық элементтер ретінде қызмет етеді.

Термоэлектрлік құрылғылар үшін электр өткізгіштігін бақылау электр энергиясын өндіру және салқындату үшін пайдаланылатын материалдардағы нашар жылу өткізгіштікке (температура градиентін сақтау) қарсы жақсы электр өткізгіштік (зарядты жылжыту үшін) қажеттілігін теңестіру үшін өте маңызды.

Жетілдірілген зондтау тұрғысынан материалдарды легирлеуге немесе химиялық түрлендіруге болады, олардың өткізгіштігі белгілі бір газдармен немесе молекулалармен байланысқанда күрт өзгеріп, сезімталдығы жоғары химиялық сенсорлардың негізін құрайтын хемирезисторларды жасайды.

Өткізгіштікті түсіну және дәл бақылау келесі ұрпақ технологияларын әзірлеу, оңтайлы өнімділікті қамтамасыз ету және ғылым мен техниканың барлық дерлік секторында тиімділікті арттыру үшін маңызды болып қала береді.

Өткізгіштік бірліктері

Өткізгіштіктің стандартты SI бірлігі - Siemens бір метрге (S/m). Дегенмен, көптеген өнеркәсіптік және зертханалық қондырғыларда Siemens персантиметр (S/см) неғұрлым кең таралған негізгі бірлік болып табылады. Өткізгіштік мәндері шаманың көптеген реттерін қамтуы мүмкін болғандықтан, өлшемдер әдетте префикстер арқылы көрсетіледі:

1. microSiemens per сантиметр (мС/см) ионсыздандырылған немесе кері осмос (RO) суы сияқты өткізгіштігі төмен сұйықтықтар үшін пайдаланылады.

2. МиллиSiemens/сантиметр (мС/см) кран суы, технологиялық су немесе ащы ерітінділер үшін ортақ(1 мС/см = 1000 мкС/см).

3. Метрге дециЗименс (дС/м) ауыл шаруашылығында жиі пайдаланылады және мС/см (1 дС/м = 1 мС/см) эквивалентті.

Өткізгіштік қалай өлшенеді: теңдеулер

Aөткізгіштік өлшегішөткізгіштігін тікелей өлшемейді. Оның орнына ол өткізгішті өлшейді (Siemens жүйесінде), содан кейін сенсорға тән ұяшық тұрақтысы (K) арқылы өткізгіштікті есептейді. Бұл тұрақты (см бірліктерімен^-1) сенсор геометриясының физикалық қасиеті болып табылады. Құралдың негізгі есебі:

Өткізгіштік (S/см) = Өлшенген өткізгіштік (S) × Ұяшық тұрақтысы (К, см⁻¹ бойынша)

Бұл өлшемді алу үшін қолданылатын әдіс қолданбаға байланысты. Ең кең тараған әдіс сұйықтықпен тікелей байланыста болатын электродтарды (көбінесе графит немесе тот баспайтын болат) пайдаланатын байланыс (потенциометриялық) сенсорларды қамтиды. Қарапайым 2 электродты дизайн таза су сияқты өткізгіштігі төмен қолданбалар үшін тиімді. Жетілдірілген 4-электродсенсорларқамтамасыз етуанағұрлым кең диапазонда жоғары дәлдік және орташа электродты ластанудан болатын қателерге азырақ сезімтал.

Электродтар бүлінетін немесе коррозияға ұшырайтын қатты, коррозиялық немесе жоғары өткізгіш ерітінділер үшін индуктивті (тороидальды) сенсорлар іске қосылады. Бұл жанаспайтын датчиктер берік полимермен қапталған екі сыммен оралған катушкалардан тұрады. Бір катушка ерітіндіде электр тогының контурын индукциялайды, ал екінші катушка сұйықтықтың өткізгіштігіне тура пропорционал осы токтың шамасын өлшейді. Бұл дизайн өте берік, өйткені ешқандай металл бөлшектер процеске ұшырамайды.

Өткізгіштік пен температураны өлшеу

Өткізгіштік өлшемдері температураға өте тәуелді. Сұйықтықтың температурасы жоғарылаған сайын оның иондары жылжымалы болып, өлшенетін өткізгіштіктің жоғарылауына әкеледі (көбінесе °C үшін ~2%). Өлшемдердің дәл және салыстырмалы болуын қамтамасыз ету үшін олар әмбебап стандартты анықтамалық температураға дейін қалыпқа келтірілуі керек25°C.

Заманауи өткізгіштік өлшегіштер бұл түзетуді автоматты түрде көмегімен орындайдыбіріктірілгентемпературасенсор. Автоматты температура өтемі (ATC) деп аталатын бұл процесс түзету алгоритмін (сызықтық формула сияқты) қолданады.G 25 = G_t/[1+α(T-25)]) өткізгіштігін 25°C өлшенгендей хабарлау.

Қайда:

G₂₅= 25°C кезінде түзетілген өткізгіштік;

G_t= Процесс температурасында өлшенген өңделмеген өткізгіштікT;

T= Өлшенетін технологиялық температура (°C);

α (альфа)= Ерітіндінің температуралық коэффициенті (мысалы, NaCl ерітінділері үшін 0,0191 немесе 1,91%/°C).

Өткізгіштікті Ом заңымен өлшеңіз

Ом заңы, электр ғылымының ірге тасы материалдың электр өткізгіштігін (σ) сандық бағалаудың практикалық негізін береді. Бұл принципкернеу (V), ток (I) және кедергі (R) арасындағы тікелей корреляцияны белгілейді.. Бұл заңды материалдың физикалық геометриясын қамту үшін кеңейту арқылы оның меншікті өткізгіштігін шығаруға болады.

Бірінші қадам - ​​Ом заңын (R = V/I) нақты материал үлгісіне қолдану. Бұл екі дәл өлшеуді қажет етеді: үлгі бойынша қолданылатын кернеу және нәтижесінде ол арқылы өтетін ток. Осы екі мәннің қатынасы үлгінің жалпы электрлік кедергісін береді. Алайда бұл есептелген қарсылық сол үлгінің өлшемі мен пішініне тән. Бұл мәнді қалыпқа келтіру және материалдың өзіне тән өткізгіштігін анықтау үшін оның физикалық өлшемдерін есепке алу керек.

Екі маңызды геометриялық фактор үлгінің ұзындығы (L) және оның көлденең қимасының ауданы (A) болып табылады. Бұл элементтер бір формулаға біріктірілген: σ = L / (R^A).

Бұл теңдеу кедергінің өлшенетін, сыртқы қасиетін өткізгіштіктің негізгі, ішкі қасиетіне тиімді түрде аударады. Соңғы есептеудің дәлдігі бастапқы деректердің сапасына тікелей байланысты екенін мойындау өте маңызды. V, I, L немесе A өлшеудегі кез келген эксперименттік қателер есептелген өткізгіштіктің жарамдылығын бұзады.

Өткізгіштікті өлшеу үшін қолданылатын құралдар

Өнеркәсіптік процесті бақылауда, суды тазартуда және химиялық өндірісте электр өткізгіштік жай ғана пассивті өлшем емес; бұл бақылаудың маңызды параметрі. Дәл, қайталанатын деректерге қол жеткізу бір ғана мақсатты құралдан келмейді. Оның орнына ол әрбір құрамдас белгілі бір тапсырма үшін таңдалатын толық, сәйкес жүйені құруды талап етеді.

Күшті өткізгіштік жүйесі екі негізгі бөліктен тұрады: контроллер (ми) және сенсор (сезім), екеуі де дұрыс калибрлеу және өтемақы арқылы қамтамасыз етілуі керек.

1. Негізгі: Өткізгіштік контроллері

Жүйенің орталық торабы болып табыладыtheонлайнөткізгіштік реттегіші, бұл мәнді көрсетуден әлдеқайда көп. Бұл контроллер сенсорға қуат беретін, шикі сигналды өңдейтін және деректерді пайдалы ететін «ми» ретінде әрекет етеді. Оның негізгі функцияларына мыналар жатады:

① Температураның автоматты өтемі (ATC)

Өткізгіштік температураға өте сезімтал. сияқты өнеркәсіптік контроллерSUP-TDS210-Bнемесежоғары дәлдікSUP-EC8.0, әрбір көрсеткішті автоматты түрде 25°C стандартына қайтару үшін біріктірілген температура элементін пайдаланады. Бұл дәлдік үшін өте маңызды.

② Шығыстар және дабылдар

Бұл қондырғылар өлшеуді PLC үшін 4-20мА сигналына немесе дабылдар мен мөлшерлеу сорғысын басқаруға арналған триггер релелеріне аударады.

③ Калибрлеу интерфейсі

Контроллер тұрақты, қарапайым калибрлеуді орындау үшін бағдарламалық интерфейспен конфигурацияланған.

2. Оң жақ сенсорды таңдау

Ең маңызды бөлім - сенсорға (немесе зондқа) қатысты таңдау, өйткені оның технологиясы сұйықтықтың қасиеттеріне сәйкес келуі керек. Қате сенсорды пайдалану өлшеу сәтсіздігінің бірінші себебі болып табылады.

Таза су және RO жүйелері үшін (төмен өткізгіштік)

Кері осмос, ионсыздандырылған су немесе қазандық қоректік су сияқты қолданбалар үшін сұйықтықтың құрамында өте аз иондар бар. Мұнда екі электродты өткізгіштік сенсоры (мысалыtheSUP-TDS7001) тамаша таңдау болып табыладыtoөлшеусудың өткізгіштігі. Оның дизайны осы төмен өткізгіштік деңгейлерінде жоғары сезімталдық пен дәлдікті қамтамасыз етеді.

Жалпы мақсатқа және ағынды суға арналған (өткізгіштігі орташадан жоғары)

Құрамында суспензиялы заттар бар немесе кең өлшем диапазоны бар лас ерітінділерде (мысалы, ағынды су, ағын су немесе қоршаған ортаны бақылау) сенсорлар ластануға бейім. Мұндай жағдайда төрт электродты өткізгіштік сенсоры сияқтыtheSUP-TDS7002 ең жақсы шешім болып табылады. Бұл дизайнға электрод беттерінде жиналу аз әсер етеді, бұл айнымалы жағдайларда әлдеқайда кеңірек, тұрақты және сенімдірек оқуды ұсынады.

Қатты химиялық заттар мен шламдар үшін (агрессивті және жоғары өткізгіштік)

Қышқылдар, негіздер немесе абразивті суспензиялар сияқты агрессивті ортаны өлшегенде, дәстүрлі металл электродтар коррозияға ұшырайды және тез істен шығады. Шешім байланыссыз индуктивті (тороидальды) өткізгіштік сенсоры болып табыладыtheSUP-TDS6012құрам. Бұл сенсор сұйықтықтағы токты индукциялау және өлшеу үшін сенсордың ешбір бөлігін оған тигізбестен екі қапталған катушкаларды пайдаланады. Бұл оны коррозияға, ластануға және тозуға қарсы іс жүзінде иммунитетке ие етеді.

3. Процесс: Ұзақ мерзімді дәлдікті қамтамасыз ету

Жүйенің сенімділігі бір маңызды процесс арқылы сақталады: калибрлеу. Контроллер мен сенсор, қаншалықты жетілдірілгеніне қарамастан, a-ға қарсы тексерілуі керекбелгіліанықтамашешімдәлдігін қамтамасыз ету үшін (өткізгіштік стандарты). Бұл процесс кез келген шағын сенсордың ауытқуын немесе уақыт өте келе ластануды өтейді. Жақсы контроллер сияқтыtheSUP-TDS210-C, мұны қарапайым, мәзір басқаратын процедураға айналдырады.

Өткізгіштікті дәл өлшеуге қол жеткізу смарт жүйені жобалау мәселесі болып табылады. Ол арнайы қолданбаға арналған сенсор технологиясымен интеллектуалды контроллерді сәйкестендіруді талап етеді.

Электр тогын өткізуге арналған ең жақсы материал қандай?

Электр тогын өткізуге арналған ең жақсы материал кез келген элементтің ең жоғары электр өткізгіштігімен мақтана алатын таза күміс (Ag) болып табылады. Дегенмен, оның жоғары құны және дағарлану (тотықсыздану) үрдісі оны кеңінен қолдануды шектейді. Көптеген практикалық қолданулар үшін мыс (Cu) стандарт болып табылады, өйткені ол әлдеқайда төмен бағамен екінші ең жақсы өткізгіштікті ұсынады және өте икемді, оны сымдар, қозғалтқыштар және трансформаторлар үшін өте қолайлы етеді.

Керісінше, алтын (Au), күміс пен мысқа қарағанда өткізгіштігі аз болғанымен, электроникада сезімтал, төмен вольтты контактілер үшін өте маңызды, өйткені оның коррозияға төзімділігі (химиялық инерттілігі) жоғары, бұл уақыт өте келе сигналдың деградациясын болдырмайды.

Ақырында, алюминий (Al) алыс қашықтыққа, жоғары вольтты электр беру желілері үшін пайдаланылады, өйткені оның салмағы азырақ және мысмен салыстырғанда көлемі бойынша төмен өткізгіштікке қарамастан, айтарлықтай артықшылықтар береді.

Өткізгіштіктің қолданылуы

Материалдың электр тогын өткізу қабілеті ретінде электр өткізгіштік технологияны қозғайтын негізгі қасиет болып табылады. Оны қолдану ауқымды энергетикалық инфрақұрылымнан бастап микро масштабты электроника мен қоршаған ортаны бақылауға дейін барлығын қамтиды. Төменде бұл сипат маңызды болып табылатын оның негізгі қолданбалары берілген:

Электр қуаты, электроника және өндіріс

Жоғары өткізгіштік біздің электрлік әлеміміздің негізі болып табылады, ал басқарылатын өткізгіштік өнеркәсіптік процестер үшін өте маңызды.

Электр қуатын беру және сымдар

Мыс және алюминий сияқты жоғары өткізгіш материалдар электр сымдары мен қалааралық электр желілері үшін стандарт болып табылады. Олардың төмен кедергісі I-ді азайтады²R (Джоуль) жылу шығыны, энергияның тиімді берілуін қамтамасыз ету.

Электроника және жартылай өткізгіштер

Микродеңгейде басып шығарылған схемалардағы (ПХД) және қосқыштардағы өткізгіш іздер сигналдар үшін жолдарды құрайды. Жартылай өткізгіштерде кремнийдің өткізгіштігі барлық заманауи интегралдық схемалардың негізі болып табылатын транзисторларды жасау үшін дәл өңделеді (қоспаланған).

Электрохимия

Бұл өріс электролиттердің иондық өткізгіштігіне негізделген. Бұл принцип аккумуляторларға, отын элементтеріне және электропландау, металды тазарту және хлор өндіру сияқты өнеркәсіптік процестерге арналған қозғалтқыш болып табылады.

Композиттік материалдар

Өткізгіш толтырғыштар (көміртекті немесе металл талшықтары сияқты) белгілі бір электрлік қасиеттері бар композиттер жасау үшін полимерлерге қосылады. Олар сезімтал құрылғыларды қорғау үшін электромагниттік экрандау (EMI) үшін және өндірісте электростатикалық разрядтан (ESD) қорғау үшін қолданылады.

Бақылау, өлшеу және диагностика

Өткізгіштікті өлшеу меншіктің өзі сияқты маңызды, күшті аналитикалық құрал ретінде қызмет етеді.

Судың сапасы және қоршаған ортаның мониторингі

Өткізгіштікті өлшеу судың тазалығы мен тұздылығын бағалаудың негізгі әдісі болып табылады. Өйткені еріген иондық қатты заттар (TDS) өткізгіштікті тікелей арттырады, ауыз суды бақылау үшін сенсорлар қолданылады,басқаруағынды суларемдеу, және ауыл шаруашылығындағы топырақ денсаулығын бағалау.

Медициналық диагностика

Адам ағзасы биоэлектрлік сигналдар бойынша жұмыс істейді. Электрокардиография (ЭКГ) және Электроэнцефалография (ЭЭГ) сияқты медициналық технологиялар жүрек және неврологиялық жағдайларды диагностикалауға мүмкіндік беретін денедегі иондар өткізетін минуттық электр тогын өлшеу арқылы жұмыс істейді.

Процесті басқару сенсорлары

Химиядажәнетамақөндіріс, өткізгіштік сенсорлары процестерді нақты уақыт режимінде бақылау үшін қолданылады. Олар концентрациядағы өзгерістерді анықтай алады, әртүрлі сұйықтықтар арасындағы интерфейстерді анықтайды (мысалы, таза жүйелерде) немесе қоспалар мен ластану туралы ескертеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Өткізгіштік пен меншікті кедергінің айырмашылығы неде?

A: Өткізгіштік (σ) – материалдың бір метрге (S/m) Siemens-пен өлшенетін электр тогына рұқсат беру қабілеті. Меншікті кедергі (ρ) - оның Ом-метрмен (Ω⋅m) өлшенетін токқа қарсы тұру қабілеті. Олар тура математикалық кері мәндер (σ=1/ρ).

2-сұрақ: Неліктен металдардың өткізгіштігі жоғары?

Ж: Металдар металдық байланысты пайдаланады, мұнда валенттік электрондар бір атоммен байланыспайды. Бұл материал арқылы еркін қозғалатын делокализацияланған «электрондар теңізін» құрайды, кернеу қолданылған кезде токты оңай жасайды.

3-сұрақ: Өткізгіштікті өзгертуге бола ма?

Ж: Иә, өткізгіштік сыртқы жағдайларға өте сезімтал. Ең жиі кездесетін факторларға температура (температураның жоғарылауы металдардағы өткізгіштікті төмендетеді, бірақ суда оны арттырады) және қоспалардың болуы (металдардағы электрон ағынын бұзады немесе суға иондарды қосады).

4-сұрақ: Резеңке және әйнек сияқты материалдарды жақсы изоляторға айналдыратын не?

A: Бұл материалдарда күшті коваленттік немесе иондық байланыстар бар, онда барлық валенттілік электрондары тығыз ұсталады. Қозғалатын бос электрондар болмаса, олар электр тогын көтере алмайды. Бұл өте үлкен «энергия диапазонының алшақтығы» ретінде белгілі.

5-сұрақ: Суда өткізгіштік қалай өлшенеді?

Ж: Өлшегіш еріген тұздардың иондық өткізгіштігін өлшейді. Оның зонд суға айнымалы ток кернеуін қолданады, бұл еріген иондардың (мысалы, Na+ немесе Cl−) қозғалуына және ток тудыруына әкеледі. Есептегіш бұл токты өлшейді, температураны автоматты түрде түзетеді және соңғы мәнді хабарлау үшін сенсордың «ұяшық тұрақтысын» пайдаланады (әдетте μS/см).