Sähkönjohtavuus on materiaalin mahdollisen sähkövirran määrän tai sen kyvyn kantaa virta. Sähkönjohtavuus tunnetaan myös ominaisjohtavuutena. Johtavuus on materiaalin luontainen ominaisuus.
Sähkönjohtavuuden yksiköt
Sähkönjohtavuus on merkitty symbolilla σ ja sillä on SI yksikköä siemensia metriä kohti (S / m). Sähkötekniikassa käytetään kreikkalaista kirjainta κ. Joskus kreikkalainen kirjain γ edustaa johtavuutta. Vedessä johtokyky ilmoitetaan usein ominaisjohtavuutena, mikä on mitta verrattuna puhtaan veden 25 ° C lämpötilaan.
Johtavuuden ja resistiivisyyden välinen suhde
Sähkönjohtavuus (σ) on sähkövastuksen (ρ) vastavuoroinen:
σ = 1/ρ
jossa resistiivisyys materiaalille, jolla on tasainen poikkileikkaus, on:
ρ = RA / l
missä R on sähkövastus, A on poikkileikkauspinta-ala ja l on materiaalin pituus
Sähkönjohtavuus kasvaa vähitellen a metallinen johdin kun lämpötila laskee. Kriittisen lämpötilan alapuolella suprajohtimien resistanssi putoaa nollaan, niin että sähkövirta voisi virtaa suprajohtavan johtosilmukan läpi ilman käyttävää tehoa.
Monissa materiaaleissa johtavuus tapahtuu kaistaelektroneilla tai reikillä. Elektrolyyteissä kokonaiset ionit liikkuvat kantaen nettosähkövarauksensa. Elektrolyyttiliuoksissa ionilajien pitoisuus on avaintekijä materiaalin johtavuudessa.
Materiaalit, joilla on hyvä ja huono sähkönjohtavuus
Metallit ja plasma ovat esimerkkejä materiaaleista, joilla on korkea sähkönjohtavuus. Elementti, joka on paras sähköjohdin on hopea - metalli. Sähköeristeillä, kuten lasilla ja puhtaalla vedellä, on heikko sähkönjohtavuus. Suurin osa jaksollisen ei-metallisista tuotteista on huonoja sähkö- ja lämpöjohtimia. Puolijohteiden johtavuus on välieristeen ja johtimen välillä.
Esimerkkejä erinomaisista johtimista ovat:
- Hopea
- Kupari
- Kulta
- Alumiini
- Sinkki
- Nikkeli
- Messinki
Esimerkkejä huonoista sähköjohtimista ovat:
- Kumi
- Lasi
- Muovi
- Kuiva puu
- Timantti
- ilma
Puhdasta vettä (ei suolavettä, mikä on johtavaa)