Меню

Ток проводимости преобладает в

Электрическая проводимость

Электри́ческая проводи́мость (электропроводность, проводимость) — способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению. В СИ единицей измерения электрической проводимости является сименс (называемая также в некоторых странах Мо) [1] .

Содержание

Удельная проводимость

Удельной проводимостью (удельной электропроводностью) называют меру способности вещества проводить электрический ток. Согласно закону Ома в линейном изотропном веществе удельная проводимость является коэффициентом пропорциональности между плотностью возникающего тока и величиной электрического поля в среде:

\vec J = \sigma \, \vec E,

  • \sigma— удельная проводимость,
  • \vec J— вектор плотности тока,
  • \vec E— вектор напряжённости электрического поля.

В неоднородной среде σ может зависеть (и в общем случае зависит) от координат, то есть не совпадает в различных точках проводника.

Удельная проводимость анизотропных (в отличие от изотропных) сред является, вообще говоря, не скаляром, а тензором (симметричным тензором ранга 2), и умножение на него сводится к матричному умножению:

J_i = \sum\limits_<k=1 data-lazy-src=

(но такое соотношение для анизотропной среды реализуется только в одних выделенных координатах) [2]

Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.

Вообще говоря, линейное соотношение, написанное выше (как скалярное, так и тензорное), верно в лучшем случае [3] приближённо, причём приближение это хорошо только для сравнительно малых величин E . Впрочем, и при таких величинах E , когда отклонения от линейности заметны, удельная электропроводность может сохранять свою роль в качестве коэффициента при линейном члене разложения, тогда как другие, старшие, члены разложения дадут поправки, обеспечивающие хорошую точность. В случае нелинейной зависимости J от E вводится дифференциальная удельная электропроводность \sigma = dJ/ dE(для анизотропных сред: \sigma_i = dJ_i/ dE_i).

Электрическая проводимость G проводника длиной L с площадью поперечного сечения S может быть выражена через удельную проводимость вещества, из которого сделан проводник, следующей формулой:

G = \sigma\frac<S data-lazy-src=

\frac<K data-lazy-src=

E_<eff data-lazy-src=

вещество См/м
серебро 62 500 000
медь 58 100 000
золото 45 500 000
алюминий 37 000 000
магний 22 700 000
иридий 21 100 000
молибден 18 500 000
вольфрам 18 200 000
цинк 16 900 000
никель 11 500 000
железо чистое 10 000 000
платина 9 350 000
олово 8 330 000
сталь литая 7 690 000
свинец 4 810 000
нейзильбер 3 030 000
константан 2 000 000
манганин 2 330 000
ртуть 1 040 000
нихром 893 000
графит 125 000
вода морская 3
земля влажная 10 −2
вода дистилл. 10 −4
мрамор 10 −8
стекло 10 −11
фарфор 10 −14
кварцевое стекло 10 −16
янтарь 10 −18
Читайте также:  Определите напряжение в электрической цепи при силе тока 12 а если сопротивление проводников 6 ом

См. также

  • Адмиттанс
  • Зонная теория
  • Эффект Холла
  • Сверхпроводимость

Примечания

  1. Электропроводность (физич.) — статья из Большой советской энциклопедии
  2. В случае совпадения двух из трех собственных чисел \sigma_i, есть произвол в выборе такой системы координат (собственных осей тензора \sigma), а именно довольно очевидно, что можно произвольно повернуть ее относительно оси с отличающимся собственным числом, и выражение не изменится. Однако это не слишком меняет картину. В случае же совпадения всех трех собственных чисел мы имеем дело с изотропной проводимостью, и, как легко видеть, умножение на такой тензор сводится к умножению на скаляр.
  3. Для многих сред линейное приближение является достаточно хорошим или даже очень хорошим для достаточно широкого диапазона величин электрического поля, однако существуют среды, для которых это совсем не так уже при весьма малых E .
  4. Все точки провода движутся с одинаковым ускорением, поэтому