Вещества могут проводить звуки, тепло, электричество и многое другое. Электропроводность – это свойство тела или вещества проводить ток, а также физическая величина, численно характеризующая эту способность, у разных веществ эта способность выражена в большей или меньшей степени. Она зависит от количества ионов, образующих своим движением, электрический ток. Сегодня мы рассмотрим, в каких отраслях используется эта немаловажная функция. Как мы все знаем из школьного курса химии, ионы — это положительно или отрицательно заряженные частицы. Именно они позволяют совершать передачу электричества в теле. Большее количество ионов способствует повышенной производительностью. Чем выше проводимость — тем меньше сопротивление, вследствие чего эти ионы перемещаются быстрее. При более низкой проводимости, соответственно, ионы двигаются медленно. Металлы, электролиты и соляные растворы — лидеры в электропроводности, так же существую диэлектрики — вещества, в которых содержится очень мало ионов, из-за чего они практически не проводят электрический ток.
В недалёкие времена, физики и химики десятилетиями были уверены в том, что молекулы вещества ведут себя точно так же, как и газы, то есть постоянно сталкиваются и изменяют своё направление. Эта теория оказалась ошибочной. Они не могли и представить, что могли ошибаться. Так как у всех ионов есть заряд, то противоположно заряженные ионы, конечно же, будут притягиваться, тем самым создавая прямые каналы, в которых все ионы движутся в одном направлении (от положительного заряда к отрицательному заряду).
ЕС — электропроводность сред, или же способность вещества передавать электрический ток. Измеряется она в S/sm. Дистиллированная вода, к примеру, имеет около 0.055S/cm при 25 градусах Цельсия. Чем ниже электрическое сопротивление, тем больше электропроводность.
В каких основных отраслях используют данную технологию.
Электрическая проводимость в сфере обработки и очистки воды.
Далеко не последнюю роль в сферах контроля качества воды играет электрическая проводимость. Электропроводимость используют для стабилизации параметров изменения воды, для регулирования содержания в воде примесей и твёрдых растворённых тел, невидимых человеческому глазу, чтобы вода стала абсолютно безопасной для человеческого организма. Слишком грязная вода, или вода с далёким от нормы содержанием солей может уничтожить большинство полезных свойств воды, вследствие чего флора и фауна разрушается. Именно по этому грязную воду, перед её сливом в чистую, необходимо стабилизировать и очищать от вредных веществ. Защита природы, как мы выяснили, происходит не без помощи электропроводности.
Электрическая проводимость и сельскохозяйственная промышленность.
Без электропроводимости человечество не увидело бы множество современных видов растительных культур, так как электропроводность позволяет поддерживать здоровье и качество плода, контролировать его рост. Производители или фермеры, как правило, строго контролируют скорость роста растений и содержание различных солей и минералов (таких, как фосфаты, нитраты, калия и кальция) в плоде, стеблях и почве, в которую посажена культура. Это позволяет узнать самые необходимые для растений вещества, тем самым мы сможем положительно повлиять на качестве продукта. В ином же случае, понять, что растению сейчас не нужно и на чём можно экономить. Именно таким образом осуществляется контроль качества и количества производства, для максимизации производительности и доходов с фермы.
Электрическая проводимость и гальванические ванны.
Проводимость электричества необходима для создания дополнительных слоёв и покраски на металл, тем самым способствуя производству космических кораблей, авиатранспорта и других технических средств передвижения. Так же гальванический ванны используют в создании крошечных ювелирных изделий.
Расчёт электрической проводимости в жидкостях и растворах.
В некоторых производственных компаниях весьма востребована технология измерения содержания растворённых твёрдых веществ в жидкостях и растворах. Твёрдые частицы так же состоят из ионов. Именно благодаря этому, человек может получить самые точные сведенья о содержании солей в жидкости, так как производителю может быть не выгодно использования излишней солёности в своём продукте. Измеряют содержание растворённых твердых веществ в мг/л, в ином случае - г/л.
Солёность морской воды можно определять по трём позициям: процентное соотношение, практическая минерализация, природная морская вода. Эти измерения чаще всего проводятся компаниями и организациями, специализирующимися на проблемах изменения климата, природных катаклизмах и других проблем в природе Земли. Международная организация ЮНЕСКО — одна из них.
Важность температуры при исследовании электрической проводимости в различных растворах и жидкостях.
В металлах концентрация электронов на столько велика, что очень слабо зависит от температуры образца. Однако электроны в жидкостях расположены не так близко друг к другу. По этому ионы жидкостей очень сильно подвержены возбуждению от температуры. В тепле они движутся быстрее, что сказывается на показателях электропроводимости. При низкой температуре сопротивление увеличивается, тем самым замедляя ионы. По этому в приборах, для измерения проводимости электричества чаще всего устанавливают датчики измерения температуры, чтобы пользователь смог оценить, как вещество будет показывать себя в таких же условиях, или же как необходимо изменить состав раствора, чтобы оно работало не хуже в более суровых условиях.
Датчики, их виды и различия.
К измерительному прибору можно подключить различные виды зондов. К основным датчикам можно отнести два самых популярных: Амперометрический датчик и Потенциометрический зонд.
Амперометрический датчик работает за счёт двух электродов, не взаимодействующих друг с другом в обычных условиях, однако после контакта с жидкостью они подают друг другу сигналы из-за переменного напряжения. Такие датчики малы в размерах, однако функционал их менее обширен, нежели наш следующий образец.
Потенциометрический зонд имеет 4 электрода, в отличие от прошлого образца, за счёт чего мы можем наблюдать большую точность и диапазон. Состоит этот измерительный датчик из четырёх колец, которые анализируют среду и подают информацию на дисплей. Два наружных электрода при контакте с раствором подают переменный ток на два внутренних электрода, которые измеряют электрическую проводимость, вызванным током. Для такого зонда потребуется больше жидкости, чем к Амперометрическому датчику.