Kekonduksian elektrik

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari

Kekonduksian elektrik ialah satu ukuran kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan arus elektrik. Apabila beza keupayaan elektrik diletakkan merentasi pengalir, cas-casnya akan bergerak, menyebabkan wujudnya arus elektrik. Kekonduksian σ ditakrifkan sebagai nisbah ketumpatan arus kepada kekuatan medan elektrik :

. Terdapat juga bahan dengan kekonduksian yang tak isotropi, iaitu σ matriks 3×3 (atau lebih teknikalnya tensor berpangkat 2) yang secara amnya bersimetri.

Kekonduksian adalah salingan (songsang) kerintangan elektrik, dan mempunyai unit SI siemens per meter (S·m-1). Ia biasanya diwakili dengan huruf Yunani σ, namun κ dan γ juga kadang kala digunakan.

Pengelasan bahan mengikut kekonduksian[sunting | sunting sumber]

  • Suatu pengalir atau konduktor seperti logam mempunyai kekonduksian yang tinggi.
  • Suatu perintang seperti kaca atau vakum mempunyai kekonduksian yang rendah.
  • Kekonduksian semikonduktor pada amnya adalah di antara kekonduksian pengalir dan perintang, tetapi berubah-ubah dengan banyaknya bawah keadaan yang berbeza, seperti pendedahan bahan kepada medan elektrik atau frekuensi cahaya tertentu.

Beberapa kekonduksian elektrik lazim[sunting | sunting sumber]

Kekonduksian elektrik (S·m-1) Suhu(°C) Huraian
Perak 63.01 × 106 20 Logam dengan kekonduksian elektrik tertinggi
Tembaga 59.6 × 106 20
Tembaga sepuh lindap 58.0 × 106 20 Dirujuk sebagai 100 %IACS atau Piawaian Tembaga Sepuh Lindap Antarabangsa. Unit yang digunakan untuk mengungkapkan kekonduksian bahan tak bermagnet dengan mengujinya menggunakan kaedah arus pusar. Secara umunya, ia digunakan untuk penyepuhan dan pengesahan aloi Aluminium
Aluminium 37.8 × 106 20
Air laut 5
Air minuman 0.0005 to 0.05
Air ternyahion 5.5 × 10-6 berubah menjadi 1.2 × 10-4 pada air ternyahgas; lihat J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238

Kekonduksian kompleks[sunting | sunting sumber]

Untuk menganalisis kekonduksian bahan yang terdedah kepada medah elektrik ulang-alik, adalah penting untuk menganggap kekonduksian sebagai nombor komplks (atau sebagai matriks nombor kompleks, dalam kes-kes bahan tak isotropi seperti yang dihurai di atas) yang dipanggil keadmitanan. Kaedah ini digunakan dalam aplikasi seperti tomografi impedans elektrik, satu jenis pengimejan perubatan atau industri. Keadmitanan adalah jumlah komponen nyata yang dipanggil kekonduksian dan komponen khayalan yang dipanggil kerentanan. [1]

Pergantungan kepada suhu[sunting | sunting sumber]

Kekonduksian elektrik bergantung agak kuat kepada suhu bahan. Dalam logam contohnya, kekonduksian elektrik menurun dengan kenaikan suhu, manakala dalam semikonduktor, kekonduksian elektrik meningkat dengan kenaikan suhu. Pada julat suhu yang terhad, kekonduksian elektrik boleh dibuat penghampiran sebagai berkadar terus dengan suhu. Bagi membandingkan pengukuran kekonduksian elektrik pada suhu-suhu yang berlainan, pengukuran tersebut haruslah dipiawaikan pada suhu sepunya. Pergantungan ini biasanya diungkapkan sebagai kecerunan graf kekonduksian menentang suhu, dan boleh menggunakan:

iaitu

σT′ adalah kekonduksian elektrik pada suhu sepunya, T′
σT adalah kekonduksian elektrik pada suhu yang terukur, T
α adalah kecerunan suhu pampasan bagi bahan tersebut,
T adalah suhu terukur,
T′ adalah suhu sepunya.

Kecerunan suhu pampasan bagi kebanyakan air semula jadi adalah kira-kira 2 %/°C, tetapi ia boleh berjulat antara (1 ke 3) %/°C. Kecerunan ini dipengaruhi oleh geokimia, dan ini boleh ditentukan dengan mudah di dalam makmal.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]