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导电率

导电率,多称为电导率,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。

电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率:

有些物质会有异向性的电导率,必需用3X3矩阵来表达(使用数学术语,第二阶张量,通常是对称的)。

电导率仪是一种是用来测量溶液电导率的仪器。 [1]

电传导性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。

导体:金属、电解质溶液,一般有很高的电导率,很低的电阻率。

绝缘体:像玻璃、干燥的木材、塑料、橡胶或真空这类物质的电导率很低,电阻率很高。

半导体:电导率在导体和绝缘体之间。在不同的状况下,电导率会有很大的变化。例如,暴露于电场或某种频率的光波,最重要地,温度和半导体材料的成分。

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。 [2]

(°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。这方法可以应用于电阻抗断层成像,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。 [3]

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,是参考温度,是测量温度,是物质的电导率,

最常见的水的温度补偿斜率大约为2%/°C。但是,它可以在(1to3)%/°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。 [4]


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