O'tkazuvchanlik: Ta'rif|Tenglamalar|O'lchovlar|Ilovalar

Elektr o'tkazuvchanligimavhum tushunchadan ancha ko'p; bu bizning o'zaro bog'langan dunyomizning asosiy tayanchi bo'lib, sizning qo'lingizdagi eng so'nggi elektron qurilmalardan tortib, shaharlarimizni yoritib turadigan keng elektr taqsimlash tarmoqlarigacha hamma narsani jimgina quvvatlantiradi.

Muhandislar, fiziklar va materialshunoslar yoki materiyaning xatti-harakatlarini chinakam tushunishga intilayotgan har bir kishi uchun o'tkazuvchanlikni o'zlashtirib bo'lmaydi. Ushbu chuqur qo'llanma nafaqat elektr o'tkazuvchanlikning aniq ta'rifini beradi, balki uning muhim ahamiyatini ochib beradi, unga ta'sir qiluvchi omillarni o'rganadi va yarimo'tkazgichlar, materialshunoslik va qayta tiklanadigan energiya kabi turli sohalarda uning ilg'or qo'llanilishini ta'kidlaydi. Ushbu muhim xususiyatni tushunish sizning elektr dunyosi haqidagi bilimingizni qanday o'zgartirishi mumkinligini o'rganish uchun bosing.

Mundarija:

1. O'tkazuvchanlik nima

2. O'tkazuvchanlikka ta'sir etuvchi omillar

3. O'tkazuvchanlik birliklari

4. O'tkazuvchanlik qanday o'lchanadi: tenglamalar

5. O'tkazuvchanlikni o'lchash uchun ishlatiladigan asboblar

6. O'tkazuvchanlikning qo'llanilishi

7. Tez-tez so'raladigan savollar

O'tkazuvchanlik nima?

Elektr o'tkazuvchanligi (s) - bu materialning elektr tokining oqimini qo'llab-quvvatlash qobiliyatini aniqlaydigan asosiy jismoniy xususiyat. Asosan, u zaryad tashuvchilar, birinchi navbatda, metallardagi erkin elektronlar, moddadan qanchalik oson o'tishini aniqlaydi. Bu muhim xususiyat mikroprotsessorlardan tortib shahar energetika infratuzilmasigacha bo'lgan son-sanoqsiz ilovalar uchun mustahkam asosdir.

O'tkazuvchanlikning o'zaro qismi sifatida elektr qarshiligi (ρ) oqim oqimiga qarama-qarshilikdir. Shuning uchun,past qarshilik to'g'ridan-to'g'ri yuqori o'tkazuvchanlikka mos keladi. Ushbu o'lchov uchun standart xalqaro birlik Siemens boshiga metr (S/m), santimetr uchun millisiemens (mS/sm) kimyoviy va atrof-muhitni tahlil qilishda keng qo'llaniladi.

O'tkazuvchanlik va qarshilik qarshiligi: Supero'tkazuvchilar va izolyatorlar

Istisno o'tkazuvchanlik (s) materiallarni o'tkazgich sifatida belgilaydi, aniq qarshilik (r) esa ularni ideal izolyatorlar qiladi. Asosan, moddiy o'tkazuvchanlikdagi keskin kontrast mobil zaryad tashuvchilarning differentsial mavjudligidan kelib chiqadi.

Yuqori o'tkazuvchanlik (o'tkazgichlar)

Mis va alyuminiy kabi metallar juda yuqori o'tkazuvchanlikka ega. Bu ularning atom tuzilishi bilan bog'liq bo'lib, unda alohida atomlar bilan qattiq bog'lanmagan, oson harakatlanuvchi valentlik elektronlarning ulkan "dengizi" mavjud. Bu xususiyat ularni elektr simlari, elektr uzatish liniyalari va yuqori chastotali zanjir izlari uchun ajralmas qiladi.

Agar siz materialning elektr tokini o'tkazuvchanligini ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, hayotingizdagi barcha materiallarning elektr o'tkazuvchanligini aniqlashga qaratilgan postni o'qing.

Past o'tkazuvchanlik (izolyatorlar)

Kauchuk, shisha va keramika kabi materiallar izolyator sifatida tanilgan. Ular elektr tokining o'tishiga kuchli qarshilik ko'rsatadigan kam yoki yo'q bo'sh elektronlarga ega. Bu xususiyat ularni barcha elektr tizimlarida xavfsizlik, izolyatsiya va qisqa tutashuvlarning oldini olish uchun muhim qiladi.

O'tkazuvchanlikka ta'sir etuvchi omillar

Elektr o'tkazuvchanligi asosiy moddiy xususiyatdir, lekin keng tarqalgan noto'g'ri tushunchadan farqli o'laroq, u sobit doimiy emas. Materialning elektr tokini o'tkazish qobiliyatiga tashqi muhit o'zgaruvchilari va aniq kompozitsion muhandislik chuqur va taxminiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Ushbu omillarni tushunish zamonaviy elektronika, sezgirlik va energiya texnologiyalarining asosidir:

1. O'tkazuvchanlikka tashqi omillar qanday ta'sir qiladi

Materialning bevosita muhiti uning zaryad tashuvchilari (odatda elektronlar yoki teshiklar) harakatchanligini sezilarli darajada nazorat qiladi. Keling, ularni batafsil ko'rib chiqaylik:

1. Termal effektlar: haroratning ta'siri

Harorat, ehtimol, elektr qarshilik va o'tkazuvchanlikning eng universal modifikatoridir.

Sof metallarning katta qismi uchunharorat oshishi bilan elektr o'tkazuvchanligi pasayadi. Issiqlik energiyasi metall atomlarining (kristal panjarasi) katta amplituda tebranishiga olib keladi va natijada, bu kuchaygan panjara tebranishlari (yoki fononlar) tarqalish hodisalarining chastotasini oshiradi va valentlik elektronlarining silliq oqimiga samarali to'sqinlik qiladi. Bu hodisa nima uchun haddan tashqari qizib ketgan simlar quvvat yo'qolishiga olib kelishini tushuntiradi.

Aksincha, yarimo'tkazgichlar va izolyatorlarda harorat ko'tarilishi bilan o'tkazuvchanlik keskin ortadi. Qo'shilgan issiqlik energiyasi elektronlarni tarmoqli bo'shlig'i bo'ylab valentlik zonasidan va o'tkazuvchanlik zonasiga qo'zg'atadi, shuning uchun ko'proq mobil zaryad tashuvchilarni yaratadi va qarshilikni sezilarli darajada kamaytiradi.

2. Mexanik kuchlanish: bosim va kuchlanishning roli

Mexanik bosimni qo'llash materialning atom oralig'ini va kristall tuzilishini o'zgartirishi mumkin, bu esa o'z navbatida o'tkazuvchanlikka ta'sir qiladi va bu piezorezistiv sensorlarda juda muhim hodisa.

Ba'zi materiallarda bosim bosimi atomlarni bir-biriga yaqinlashtiradi, elektron orbitallarning bir-biriga yopishishini kuchaytiradi va zaryad tashuvchilarning harakatini osonlashtiradi va shu bilan o'tkazuvchanlikni oshiradi.

Kremniy kabi materiallarda cho'zish (cho'zilish deformatsiyasi) yoki siqish (siqilish deformatsiyasi) zaryad tashuvchilarning samarali massasi va harakatchanligini o'zgartirib, elektron energiya diapazonlarini o'zgartirishi mumkin. Bu aniq ta'sir kuchlanish o'lchagichlari va bosim o'tkazgichlarida qo'llaniladi.

2. Nopoklik o'tkazuvchanlikka qanday ta'sir qiladi

Qattiq jismlar fizikasi va mikroelektronika sohasida elektr xossalari ustidan yakuniy nazorat kompozitsion muhandislik, birinchi navbatda doping yordamida amalga oshiriladi.

Doping - bu kremniy yoki germaniy kabi yuqori darajada tozalangan, o'ziga xos asosiy materialga maxsus nopoklik atomlarining iz miqdorini (odatda millionda qismlarda o'lchanadi) yuqori nazorat ostida kiritishdir.

Bu jarayon faqat o'tkazuvchanlikni o'zgartirmaydi; Hisoblash uchun zarur bo'lgan prognoz qilinadigan, assimetrik elektr harakatini yaratish uchun u materialning tashuvchisi turini va konsentratsiyasini tubdan moslashtiradi:

N tipidagi doping (salbiy)

Asosiy materialdan ko'ra ko'proq valentlik elektronlari (masalan, fosfor yoki mishyak, 5 ta) bo'lgan elementni kiritish (masalan, 4 ta bo'lgan kremniy). Qo'shimcha elektron osongina o'tkazuvchanlik zonasiga beriladi, bu elektronni asosiy zaryad tashuvchisiga aylantiradi.

P tipidagi doping (ijobiy)

Valentlik elektronlari kamroq bo'lgan elementni kiritish (masalan, 3 ta bo'lgan Bor yoki Galliy). Bu musbat zaryad tashuvchisi vazifasini bajaradigan elektron bo'sh joy yoki "teshik" hosil qiladi.

Doping orqali o'tkazuvchanlikni aniq nazorat qilish qobiliyati raqamli asrning dvigatelidir:

Yarimo'tkazgichli qurilmalar uchun u shakllantirish uchun ishlatiladip-nulanishlar, diodlar va tranzistorlarning faol hududlari bo'lib, ular faqat bitta yo'nalishda oqim o'tishiga imkon beradi va Integral mikrosxemalarda (IC) asosiy kommutatsiya elementlari bo'lib xizmat qiladi.

Termoelektrik qurilmalar uchun elektr o'tkazuvchanligini nazorat qilish elektr energiyasini ishlab chiqarish va sovutish uchun ishlatiladigan materiallarda yomon issiqlik o'tkazuvchanligiga (harorat gradientini saqlab turish) qarshi yaxshi elektr o'tkazuvchanligiga (zaryadni ko'chirish) ehtiyojni muvozanatlash uchun juda muhimdir.

Ilg'or zondlash nuqtai nazaridan, materiallar kimyoviy rezistorlarni yaratish uchun qo'llanilishi yoki kimyoviy modifikatsiyalanishi mumkin, ularning o'tkazuvchanligi o'ziga xos gazlar yoki molekulalar bilan bog'langanda keskin o'zgaradi va yuqori sezgir kimyoviy sensorlarning asosini tashkil qiladi.

O'tkazuvchanlikni tushunish va aniq nazorat qilish yangi avlod texnologiyalarini ishlab chiqish, optimal ishlashni ta'minlash va fan va muhandislikning deyarli barcha sektorlarida samaradorlikni oshirish uchun muhim bo'lib qolmoqda.

O'tkazuvchanlik birliklari

O'tkazuvchanlik uchun standart SI birligi Siemens boshiga metr (S / m). Biroq, ko'pgina sanoat va laboratoriya sharoitlarida, Siemens boshiga santimetr (S / sm) eng keng tarqalgan asosiy birlikdir. O'tkazuvchanlik qiymatlari ko'plab kattaliklarni qamrab olishi mumkinligi sababli, o'lchovlar odatda prefikslar yordamida ifodalanadi:

1. MicroSiemens per santimetr (mS/sm) deionizatsiyalangan yoki teskari osmosli (RO) suv kabi past o'tkazuvchan suyuqliklar uchun ishlatiladi.

2. Santimetrga milliSiemens (mS/sm) musluk suvi, texnologik suv yoki sho‘r eritmalar uchun keng tarqalgan.(1 mS/sm = 1000 mS/sm).

3. deciSiemens boshiga metr (dS/m) ko'pincha qishloq xo'jaligida qo'llaniladi va mS/sm (1 dS/m = 1 mS/sm) ga teng.

O'tkazuvchanlikni qanday o'lchash mumkin: tenglamalar

Aelektr o'tkazuvchanlik o'lchagichio'tkazuvchanlikni bevosita o'lchamaydi. Buning o'rniga, u o'tkazuvchanlikni o'lchaydi (Siemens-da) va keyin sensorga xos hujayra doimiysi (K) yordamida o'tkazuvchanlikni hisoblaydi. Bu doimiy (sm birliklari bilan^-1) sensor geometriyasining fizik xossasidir. Asbobning asosiy hisob-kitobi:

O'tkazuvchanlik (S/sm) = O'lchov o'tkazuvchanligi (S) × Hujayra doimiysi (K, sm⁻¹ da)

Ushbu o'lchovni olish uchun ishlatiladigan usul dasturga bog'liq. Eng keng tarqalgan usul suyuqlik bilan bevosita aloqada bo'lgan elektrodlardan (ko'pincha grafit yoki zanglamaydigan po'latdan) foydalanadigan (Potensiometrik) sensorlar bilan aloqa qilishni o'z ichiga oladi. Oddiy 2 elektrodli dizayn toza suv kabi past o'tkazuvchanlik ilovalari uchun samarali. Kengaytirilgan 4-elektroddatchiklarta'minlashancha kengroq diapazonda yuqori aniqlik va o'rtacha elektrod ifloslanishidan kelib chiqadigan xatolarga nisbatan kamroq sezgir.

Elektrodlar ifloslangan yoki korroziyaga uchragan qattiq, korroziv yoki yuqori o'tkazuvchan eritmalar uchun induktiv (Toroidal) sensorlar o'ynaydi. Ushbu kontaktsiz datchiklar bardoshli polimer bilan qoplangan ikkita simga o'ralgan sariqlarga ega. Bir lasan eritmada elektr tokining halqasini induktsiya qiladi, ikkinchi bo'lak esa suyuqlikning o'tkazuvchanligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan ushbu oqimning kattaligini o'lchaydi. Ushbu dizayn juda mustahkam, chunki hech qanday metall qismlar jarayonga ta'sir qilmaydi.

O'tkazuvchanlik va haroratni o'lchash

O'tkazuvchanlik o'lchovlari haroratga juda bog'liq. Suyuqlik harorati oshishi bilan uning ionlari ko'proq harakatchan bo'lib, o'lchangan o'tkazuvchanlikni oshiradi (ko'pincha °C uchun ~2% ga). O'lchovlarning to'g'ri va taqqoslanganligini ta'minlash uchun ular universal bo'lgan standart mos yozuvlar haroratiga normallashtirilishi kerak25°C.

Zamonaviy o'tkazuvchanlik o'lchagichlari ushbu tuzatishni avtomatik ravishda an yordamida amalga oshiradiintegratsiyalashganharoratsensor. Avtomatik harorat kompensatsiyasi (ATC) deb nomlanuvchi bu jarayon tuzatish algoritmini qo'llaydi (chiziqli formulalar kabi)G 25 = G_t/[1+a(T-25)]) o'tkazuvchanlikni 25 ° C da o'lchangandek xabar qilish.

Qayerda:

G₂₅= 25 ° S da tuzatilgan o'tkazuvchanlik;

G_t= Jarayon haroratida o'lchangan xom o'tkazuvchanlikT;

T= O'lchangan jarayon harorati (°C da);

a (alfa)= Eritmaning harorat koeffitsienti (masalan, NaCl eritmalari uchun 0,0191 yoki 1,91%/°C).

O'tkazuvchanlikni Ohm qonuni bilan o'lchang

Elektr fanining asosi bo'lgan Om qonuni materialning elektr o'tkazuvchanligini (s) aniqlash uchun amaliy asosni beradi. Bu tamoyilkuchlanish (V), oqim (I) va qarshilik (R) o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlikni o'rnatadi.. Ushbu qonunni materialning fizik geometriyasini o'z ichiga olgan holda kengaytirish orqali uning ichki o'tkazuvchanligini olish mumkin.

Birinchi qadam, Ohm qonunini (R = V / I) ma'lum bir material namunasiga qo'llashdir. Bu ikkita aniq o'lchovni talab qiladi: namuna bo'ylab qo'llaniladigan kuchlanish va natijada u orqali o'tadigan oqim. Ushbu ikki qiymatning nisbati namunaning umumiy elektr qarshiligini beradi. Biroq, bu hisoblangan qarshilik namunaning o'lchami va shakliga xosdir. Ushbu qiymatni normallashtirish va materialning o'ziga xos o'tkazuvchanligini aniqlash uchun uning jismoniy o'lchamlarini hisobga olish kerak.

Ikki muhim geometrik omil namuna uzunligi (L) va uning kesma maydoni (A). Bu elementlar bitta formulaga birlashtirilgan: s = L / (R^A).

Ushbu tenglama qarshilikning o'lchanadigan, tashqi xususiyatini o'tkazuvchanlikning asosiy, ichki xususiyatiga samarali tarzda aylantiradi. Yakuniy hisob-kitobning to'g'riligi dastlabki ma'lumotlarning sifatiga bevosita bog'liqligini tan olish juda muhimdir. V, I, L yoki A ni o'lchashdagi har qanday eksperimental xatolar hisoblangan o'tkazuvchanlikning haqiqiyligini buzadi.

O'tkazuvchanlikni o'lchash uchun ishlatiladigan asboblar

Sanoat jarayonini nazorat qilish, suvni tozalash va kimyoviy ishlab chiqarishda elektr o'tkazuvchanligi faqat passiv o'lchov emas; Bu muhim nazorat parametridir. To'g'ri, takrorlanadigan ma'lumotlarga erishish yagona, hamma maqsadli vositadan kelib chiqmaydi. Buning o'rniga, har bir komponent muayyan vazifa uchun tanlangan to'liq, mos keladigan tizimni yaratishni talab qiladi.

Kuchli o'tkazuvchanlik tizimi ikkita asosiy qismdan iborat: boshqaruvchi (miya) va sensor (sezgi), ikkalasi ham tegishli kalibrlash va kompensatsiya bilan qo'llab-quvvatlanishi kerak.

1. Asosiy: o'tkazuvchanlikni nazorat qiluvchi

Tizimning markaziy markazitheonlayno'tkazuvchanlikni nazorat qiluvchi, bu shunchaki qiymatni ko'rsatishdan ko'proq narsani bajaradi. Ushbu kontroller "miya" vazifasini bajaradi, sensorni quvvatlantiradi, xom signalni qayta ishlaydi va ma'lumotlarni foydali qiladi. Uning asosiy funktsiyalariga quyidagilar kiradi:

① Avtomatik harorat kompensatsiyasi (ATC)

O'tkazuvchanlik haroratga juda sezgir. Sanoat boshqaruvchisi, masalanSUP-TDS210-Byokiyuqori aniqlikSUP-EC8.0, har bir ko'rsatkichni avtomatik ravishda 25 ° C standartiga qaytarish uchun o'rnatilgan harorat elementidan foydalanadi. Bu aniqlik uchun zarurdir.

② Chiqishlar va signallar

Ushbu birliklar o'lchovni PLC uchun 4-20mA signaliga aylantiradi yoki signalizatsiya va dozalash nasosini boshqarish uchun o'rni ishga tushiradi.

③ Kalibrlash interfeysi

Tekshirish moslamasi oddiy, oddiy kalibrlashni amalga oshirish uchun dasturiy interfeys bilan tuzilgan.

2. To'g'ri datchikni tanlash

Sensor (yoki zond) bo'yicha qilgan tanlovingiz eng muhim bo'limdir, chunki uning texnologiyasi suyuqlikning xususiyatlariga mos kelishi kerak. Noto'g'ri sensordan foydalanish o'lchov xatosining birinchi sababidir.

Toza suv va RO tizimlari uchun (past o'tkazuvchanlik)

Teskari osmos, deionizatsiyalangan suv yoki qozon suvi kabi ilovalar uchun suyuqlik juda kam ionlarni o'z ichiga oladi. Bu erda ikki elektrodli o'tkazuvchanlik sensori (masalantheSUP-TDS7001) ideal tanlovdirtoo'lchovsuv o'tkazuvchanligi. Uning dizayni ushbu past o'tkazuvchanlik darajalarida yuqori sezuvchanlik va aniqlikni ta'minlaydi.

Umumiy maqsadlar va oqava suvlar uchun (oʻrtadan yuqori oʻtkazuvchanlikka ega)

Nopok eritmalarda, tarkibida to'xtatib qo'yilgan qattiq moddalar yoki keng o'lchov diapazoniga ega (masalan, oqava suv, musluk suvi yoki atrof-muhit monitoringi) sensorlar ifloslanishga moyil. Bunday holda, to'rt elektrodli o'tkazuvchanlik sensori kabitheSUP-TDS7002 ustun yechim hisoblanadi. Ushbu dizayn elektrod yuzalarida to'planishdan kamroq ta'sirlanadi, o'zgaruvchan sharoitlarda ancha kengroq, barqarorroq va ishonchli o'qishni taklif qiladi.

Qattiq kimyoviy moddalar va shlamlar uchun (agressiv va yuqori o'tkazuvchanlik)

Kislotalar, asoslar yoki abraziv shlamlar kabi agressiv vositalarni o'lchashda an'anaviy metall elektrodlar korroziyaga uchraydi va tezda ishdan chiqadi. Yechim kontaktsiz induktiv (toroidal) o'tkazuvchanlik sensori kabitheSUP-TDS6012tarkib. Ushbu sensor suyuqlikdagi oqimni induktsiya qilish va o'lchash uchun sensorning biron bir qismiga tegmasdan ikkita kapsüllangan bobinlardan foydalanadi. Bu uni korroziyaga, ifloslanishga va eskirishga qarshi deyarli himoya qiladi.

3. Jarayon: Uzoq muddatli aniqlikni ta'minlash

Tizimning ishonchliligi bitta muhim jarayon orqali ta'minlanadi: kalibrlash. Tekshirish moslamasi va sensori, qanchalik rivojlangan bo'lishidan qat'i nazar, a bilan tekshirilishi kerakma'lumma'lumotnomayechim(o'tkazuvchanlik standarti) aniqligini ta'minlash uchun. Bu jarayon vaqt o'tishi bilan har qanday kichik sensorning siljishi yoki ifloslanishini qoplaydi. Yaxshi boshqaruvchi, masalantheSUP-TDS210-C, buni oddiy, menyuga asoslangan protsedura qiladi.

Aniq o'tkazuvchanlikni o'lchashga erishish aqlli tizim dizayni masalasidir. Bu sizning maxsus ilovangiz uchun yaratilgan sensor texnologiyasi bilan aqlli kontrollerni moslashtirishni talab qiladi.

Elektr tokini o'tkazish uchun eng yaxshi material nima?

Elektr tokini o'tkazish uchun eng yaxshi material sof kumush (Ag) bo'lib, har qanday elementning eng yuqori elektr o'tkazuvchanligi bilan faxrlanadi. Biroq, uning yuqori narxi va qorayish (oksidlanish) tendentsiyasi uning keng qo'llanilishini cheklaydi. Ko'pgina amaliy foydalanish uchun mis (Cu) standart hisoblanadi, chunki u ancha past narxda ikkinchi eng yaxshi o'tkazuvchanlikni taklif qiladi va juda egiluvchan bo'lib, uni simlar, motorlar va transformatorlar uchun ideal qiladi.

Aksincha, oltin (Au), kumush va misga qaraganda kamroq o'tkazuvchan bo'lishiga qaramay, elektronikada sezgir, past kuchlanishli kontaktlar uchun juda muhimdir, chunki u yuqori korroziyaga chidamliligiga (kimyoviy inertlik) ega, bu vaqt o'tishi bilan signalning buzilishini oldini oladi.

Nihoyat, alyuminiy (Al) uzoq masofali, yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari uchun ishlatiladi, chunki uning engil vazni va arzonligi misga nisbatan hajmi bo'yicha past o'tkazuvchanligiga qaramay, muhim afzalliklarni beradi.

O'tkazuvchanlikning qo'llanilishi

Materialning elektr tokini o'tkazish qobiliyati sifatida elektr o'tkazuvchanligi texnologiyani boshqaradigan asosiy xususiyatdir. Uning qo'llanilishi keng miqyosli energetika infratuzilmasidan mikro o'lchovli elektronika va atrof-muhit monitoringigacha bo'lgan hamma narsani qamrab oladi. Quyida ushbu xususiyat muhim bo'lgan uning asosiy ilovalari keltirilgan:

Energiya, elektronika va ishlab chiqarish

Yuqori o'tkazuvchanlik bizning elektr dunyomizning asosidir, boshqariladigan o'tkazuvchanlik esa sanoat jarayonlari uchun juda muhimdir.

Elektr uzatish va simlarni ulash

Mis va alyuminiy kabi yuqori o'tkazuvchan materiallar elektr simlari va uzoq masofali elektr uzatish liniyalari uchun standart hisoblanadi. Ularning past qarshiligi I.ni kamaytiradi²R (Joule) isitish yo'qotishlari, samarali energiya uzatilishini ta'minlash.

Elektronika va yarimo'tkazgichlar

Mikro darajada, bosilgan elektron platalar (PCB) va ulagichlardagi o'tkazuvchan izlar signallar uchun yo'llarni tashkil qiladi. Yarimo'tkazgichlarda kremniyning o'tkazuvchanligi barcha zamonaviy integral mikrosxemalarning asosi bo'lgan tranzistorlarni yaratish uchun aniq manipulyatsiya qilinadi (doplanadi).

Elektrokimyo

Bu maydon elektrolitlarning ion o'tkazuvchanligiga tayanadi. Ushbu printsip batareyalar, yonilg'i xujayralari va elektrokaplama, metallni qayta ishlash va xlor ishlab chiqarish kabi sanoat jarayonlari uchun vositadir.

Kompozit materiallar

Supero'tkazuvchilar plomba moddalar (masalan, uglerod yoki metall tolalar) o'ziga xos elektr xususiyatlariga ega kompozitlarni yaratish uchun polimerlarga qo'shiladi. Ular sezgir qurilmalarni himoya qilish uchun elektromagnit ekranlash (EMI) va ishlab chiqarishda elektrostatik oqimdan (ESD) himoya qilish uchun ishlatiladi.

Monitoring, o'lchash va diagnostika

O'tkazuvchanlikni o'lchash mulkning o'zi kabi juda muhim va kuchli tahliliy vosita bo'lib xizmat qiladi.

Suv sifati va atrof-muhit monitoringi

O'tkazuvchanlikni o'lchash suvning tozaligi va sho'rligini baholashning asosiy usuli hisoblanadi. Chunki erigan ionli qattiq moddalar (TDS) o'tkazuvchanlikni to'g'ridan-to'g'ri oshiradi, ichimlik suvini kuzatish uchun sensorlar ishlatiladi,boshqarishchiqindi suvdavolash, va qishloq xo'jaligida tuproq salomatligini baholash.

Tibbiy diagnostika

Inson tanasi bioelektrik signallar asosida ishlaydi. Elektrokardiografiya (EKG) va Elektroansefalografiya (EEG) kabi tibbiy texnologiyalar tanadagi ionlar tomonidan o'tkaziladigan kichik elektr toklarini o'lchash orqali ishlaydi, bu yurak va nevrologik kasalliklarni tashxislash imkonini beradi.

Jarayonni boshqarish sensorlari

Kimyoviy sohadavaoziq-ovqatishlab chiqarish, o'tkazuvchanlik sensorlari jarayonlarni real vaqtda kuzatish uchun ishlatiladi. Ular konsentratsiyadagi o'zgarishlarni aniqlashi, turli suyuqliklar orasidagi interfeyslarni aniqlashi mumkin (masalan, toza tizimlarda) yoki aralashmalar va ifloslanish haqida ogohlantirishi mumkin.

Tez-tez so'raladigan savollar

1-savol: O'tkazuvchanlik va qarshilik o'rtasidagi farq nima?

Javob: O'tkazuvchanlik (s) - bu materialning elektr tokiga ruxsat berish qobiliyati, Siemens-da har bir metr (S/m). Qarshilik (r) - Ohm-metrda (Ō⋅m) o'lchanadigan oqimga qarshi turish qobiliyati. Ular to'g'ridan-to'g'ri matematik o'zaro (s=1/r).

2-savol: Nima uchun metallar yuqori o'tkazuvchanlikka ega?

Javob: Metalllar metall bog'lanishdan foydalanadi, bunda valentlik elektronlar bitta atom bilan bog'lanmaydi. Bu material bo'ylab erkin harakatlanadigan delokalizatsiyalangan "elektron dengizi" ni hosil qiladi, kuchlanish qo'llanilganda osongina oqim hosil qiladi.

3-savol: O'tkazuvchanlikni o'zgartirish mumkinmi?

Javob: Ha, o'tkazuvchanlik tashqi sharoitlarga juda sezgir. Eng keng tarqalgan omillar harorat (ko'tarilgan harorat metallarda o'tkazuvchanlikni pasaytiradi, lekin uni suvda oshiradi) va aralashmalar mavjudligi (metalllarda elektron oqimini buzadi yoki suvga ion qo'shadi).

4-savol: Kauchuk va shisha kabi materiallarni nima yaxshi izolyator qiladi?

Javob: Ushbu materiallar kuchli kovalent yoki ionli bog'lanishga ega, bu erda barcha valentlik elektronlari mahkam ushlab turiladi. Harakat qilish uchun erkin elektronlar bo'lmasa, ular elektr tokini qo'llab-quvvatlay olmaydi. Bu juda katta "energiya diapazoni bo'shlig'i" sifatida tanilgan.

5-savol: Suvda o'tkazuvchanlik qanday o'lchanadi?

Javob: Meter erigan tuzlarning ion o'tkazuvchanligini o'lchaydi. Uning probi suvga o'zgaruvchan tok kuchlanishini qo'llaydi, bu erigan ionlarning (Na+ yoki Cl− kabi) harakatlanishiga va oqim hosil bo'lishiga olib keladi. Hisoblagich ushbu oqimni o'lchaydi, haroratni avtomatik ravishda tuzatadi va yakuniy qiymatni bildirish uchun sensorning "hujayra konstantasi" dan foydalanadi (odatda mS/sm).