Konduktivitas listrik – apa itu, rumus, dan faktor

Kami menjelaskan apa itu konduktivitas listrik dan berdasarkan variasinya. Konduksi listrik logam, air dan tanah.

Apa itu konduktivitas listrik?

Konduktivitas listrik adalah kemampuan materi untuk memungkinkan aliran arus listrik melalui partikelnya. Kapasitas ini tergantung langsung pada struktur atom dan molekul bahan, serta faktor fisik lainnya seperti suhu di mana ia ditemukan atau keadaan di mana ia (cair, padat, gas).

Konduktivitas listrik merupakan kebalikan dari resistivitas, yaitu resistensi terhadap aliran listrik dalam bahan. Kemudian ada bahan yang baik dan bahan penghantar listrik yang buruk, sejauh bahan tersebut kurang lebih tahan.

Simbol untuk menyatakan konduktivitas adalah huruf Yunani sigma (σ) dan satuan pengukurannya adalah siemens per meter (S / m) atau 𝛀-1⋅ m-1. Untuk perhitungannya, pengertian medan listrik (E) dan rapat arus konduksi (J) biasanya juga diperhitungkan, sebagai berikut:

J = σE, dari mana: σ = J / E

Konduktivitas bervariasi tergantung pada keadaan materi. Dalam media cair, misalnya, itu akan tergantung pada keberadaan garam terlarut di dalamnya yang menghasilkan ion bermuatan positif atau negatif, dan merupakan elektrolit yang bertanggung jawab untuk menghantarkan arus listrik ketika cairan dikenai medan listrik.

Di sisi lain, padatan memiliki struktur atom yang jauh lebih tertutup dan dengan gerakan yang lebih sedikit, sehingga konduktivitas akan bergantung pada awan elektron yang dimiliki bersama oleh pita valensi dan pita konduksi, yang bervariasi sesuai dengan sifat atom materi: Logam adalah konduktor listrik dan non-logam yang baik, di sisi lain, resistansi yang baik (atau isolator, seperti plastik).

Konduktivitas air

Air pada umumnya merupakan penghantar listrik yang baik. Namun, kapasitas ini tergantung pada margin Total Dissolved Solids (TDS), karena keberadaan garam dan mineral dalam air membentuk ion elektrolit yang memungkinkan aliran arus listrik. Buktinya adalah bahwa air suling, yang dihilangkan (menggunakan penyulingan dan metode lain) semua ion terlarut di dalamnya, dan tidak menghantarkan listrik.

Dengan cara ini, konduktivitas air asin lebih tinggi daripada air tawar. Peningkatan laju konduktivitas dapat dicatat sebagai ion terlarut ditambahkan ke cairan, hingga mencapai batas konsentrasi ionik di mana pasangan ion terbentuk, positif dengan negatif, yang membatalkan muatannya dan mencegah konduktivitas.

Konduktivitas tanah

Tanah, secara umum, memiliki konduktivitas listrik yang berbeda, tergantung pada berbagai faktor seperti irigasi air atau jumlah garam yang ada. Seperti halnya air, tanah yang lebih asin akan menjadi penghantar listrik yang lebih baik daripada yang kurang asin, dan perbedaan ini sering ditentukan oleh jumlah air yang mereka terima (karena air dapat “mencuci” garam dari tanah).

Tingkat salinitas ini sering dikacaukan dengan sodisitas tanah (adanya natrium), padahal pada kenyataannya salinitas mengacu pada kelimpahan kation natrium (Na +), kalium (K +), kalsium (Ca2 +) dan magnesium. (Mg2 +), bersama dengan kation klorin (Cl), sulfat (SO42-), bikarbonat (HCO3) dan karbonat (CO32-).

Jadi, dalam banyak kasus, teknik seperti pencucian (untuk tanah yang sangat asin) atau injeksi elemen penetral lainnya (seperti belerang) digunakan untuk yang sangat mendasar. Ini sering dapat ditentukan dengan tes konduksi listrik.

Konduktivitas logam

Logam umumnya merupakan konduktor listrik yang sangat baik. Ini karena atom-atom dari bahan jenis ini bergabung dengan membentuk ikatan logam. Dalam logam, elektron tetap berada di sekitar logam seperti awan, bergerak di sekitar inti atom yang terikat erat, dan elektron itulah yang memungkinkan aliran listrik.

Dengan menerapkan logam ke medan listrik, elektron mengalir bebas dari satu ujung logam ke ujung lainnya, seperti yang juga terjadi dengan panas, yang juga merupakan pemancar yang baik. Itulah sebabnya tembaga dan logam lainnya digunakan dalam saluran listrik dan perangkat elektronik.

Related Posts