Vadītspēja: Definīcija|Vienādojumi|Mērījumi|Pielietojumi

Elektriskā vadītspējair daudz vairāk nekā abstrakts jēdziens; tas ir mūsu savstarpēji savienotās pasaules pamatmugurkauls, kas klusībā darbina visu, sākot no jaunākajām elektroniskajām ierīcēm jūsu rokās līdz plašajiem elektroenerģijas sadales tīkliem, kas apgaismo mūsu pilsētas.

Inženieriem, fiziķiem un materiālzinātniekiem vai ikvienam, kurš vēlas patiesi izprast matērijas uzvedību, vadītspējas apgūšana ir neapstrīdama. Šī padziļinātā rokasgrāmata ne tikai sniedz precīzu vadītspējas definīciju, bet arī atklāj tās kritisko nozīmi, pēta to ietekmējošos faktorus un izceļ tās jaunākos pielietojumus dažādās jomās, piemēram, pusvadītājos, materiālzinātnē un atjaunojamajā enerģijā. Vienkārši noklikšķiniet, lai uzzinātu, kā šīs būtiskās īpašības izpratne var revolucionizēt jūsu zināšanas par elektrības pasauli.

Satura rādītājs:

1. Kas ir vadītspēja

2. Vadītspēju ietekmējošie faktori

3. Vadītspējas vienības

4. Kā izmērīt vadītspēju: vienādojumi

5. Vadītspējas mērīšanai izmantotie instrumenti

6. Vadītspējas pielietojumi

7. Bieži uzdotie jautājumi

Kas ir vadītspēja?

Elektrovadītspēja (σ) ir fundamentāla fizikāla īpašība, kas kvantificē materiāla spēju uzturēt elektriskās strāvas plūsmu.Būtībā tas nosaka, cik viegli lādiņnesēji, galvenokārt brīvie elektroni metālos, var šķērsot vielu. Šī būtiskā īpašība ir stabils pamats neskaitāmiem pielietojumiem, sākot no mikroprocesoriem līdz pašvaldību energoinfrastruktūrai.

Kā vadītspējas apgrieztā daļa, elektriskā pretestība (ρ) ir strāvas plūsmas pretestība. Tāpēczema pretestība tieši atbilst augstai vadītspējaiŠīs mērvienības standarta starptautiskā mērvienība ir sīmenis uz metru (S/m), lai gan milisimēni uz centimetru (mS/cm) parasti izmanto ķīmiskajā un vides analīzē.

Vadītspēja pret pretestību: vadītāji pret izolatoriem

Izcila vadītspēja (σ) apzīmē materiālus kā vadītājus, savukārt izteikta pretestība (ρ) padara tos par ideāliem izolatoriem. Būtībā krasā atšķirība materiālu vadītspējā rodas no mobilo lādiņnesēju atšķirīgās pieejamības.

Augsta vadītspēja (vadītāji)

Metāliem, piemēram, varam un alumīnijam, ir ārkārtīgi augsta vadītspēja. Tas ir saistīts ar to atomu struktūru, kurai raksturīga plaša viegli pārvietojamu valences elektronu "jūra", kas nav cieši saistīti ar atsevišķiem atomiem. Šī īpašība padara tos neaizstājamus elektroinstalācijās, elektropārvades līnijās un augstfrekvences ķēžu trasēs.

Ja vēlaties uzzināt vairāk par materiālu elektrības vadītspēju, droši izlasiet ierakstu, kurā uzmanība pievērsta visu jūsu dzīvē esošo materiālu elektrības vadītspējas atklāšanai.

Zema vadītspēja (izolatori)

Tādi materiāli kā gumija, stikls un keramika ir pazīstami kā izolatori. Tiem ir maz vai nav brīvo elektronu, kas spēcīgi pretojas elektriskās strāvas plūsmai. Šī īpašība padara tos svarīgus drošības, izolācijas un īsslēgumu novēršanas nodrošināšanai visās elektriskajās sistēmās.

Vadītspēju ietekmējošie faktori

Elektrovadītspēja ir materiāla pamatīpašība, taču pretēji izplatītam nepareizam uzskatam tā nav fiksēta konstante. Materiāla spēju vadīt elektrisko strāvu var būtiski un paredzami ietekmēt ārējie vides mainīgie un precīza kompozīcijas inženierija. Šo faktoru izpratne ir mūsdienu elektronikas, sensoru un enerģijas tehnoloģiju pamats:

1. Kā ārējie faktori ietekmē vadītspēju

Materiāla tiešā vide būtiski kontrolē tā lādiņnesēju (parasti elektronu vai caurumu) kustīgumu. Izpētīsim tos sīkāk:

1. Termiskā iedarbība: temperatūras ietekme

Temperatūra, iespējams, ir universālākais elektriskās pretestības un vadītspējas modifikators.

Lielākajai daļai tīro metāluvadītspēja samazinās, paaugstinoties temperatūraiSiltumenerģija liek metāla atomiem (kristāla režģim) vibrēt ar lielāku amplitūdu, un līdz ar to šīs pastiprinātās režģa vibrācijas (jeb fononi) palielina izkliedes notikumu frekvenci, efektīvi kavējot valences elektronu vienmērīgu plūsmu. Šī parādība izskaidro, kāpēc pārkarsēti vadi izraisa jaudas zudumus.

Turpretī pusvadītājos un izolatoros vadītspēja ievērojami palielinās, paaugstinoties temperatūrai. Pievienotā siltumenerģija ierosina elektronus no valences joslas pāri joslas spraugai un vadītspējas joslā, tādējādi radot lielāku mobilo lādiņnesēju skaitu un ievērojami samazinot pretestību.

2. Mehāniskais spriegums: spiediena un deformācijas loma

Mehāniskā spiediena pielietošana var mainīt materiāla atomu atstarpi un kristāla struktūru, kas savukārt ietekmē vadītspēju, un šī parādība ir kritiska pjezoresistīvajos sensoros.

Dažos materiālos saspiešanas spiediens piespiež atomus tuvāk viens otram, palielinot elektronu orbitāļu pārklāšanos un atvieglojot lādiņnesēju kustību, tādējādi palielinot vadītspēju.

Tādos materiālos kā silīcijs stiepšana (stiepes deformācija) vai saspiešana (saspiešanas deformācija) var pārkārtot elektronu enerģijas joslas, mainot lādiņnesēju efektīvo masu un mobilitāti. Šis precīzais efekts tiek izmantots deformācijas mērierīcēs un spiediena pārveidotājos.

2. Kā piemaisījumi ietekmē vadītspēju

Cietvielu fizikas un mikroelektronikas jomā galīgā elektrisko īpašību kontrole tiek panākta, izmantojot kompozīcijas inženieriju, galvenokārt ar dopinga palīdzību.

Dopings ir ļoti kontrolēta specifisku piemaisījumu atomu niecīga daudzuma (parasti mērot miljonos daļiņās) ievadīšana ļoti attīrītā, iekšējā bāzes materiālā, piemēram, silīcijā vai germānijā.

Šis process ne tikai maina vadītspēju; tas fundamentāli pielāgo materiāla nesēja veidu un koncentrāciju, lai radītu paredzamu, asimetrisku elektrisko uzvedību, kas nepieciešama skaitļošanai:

N tipa dopings (negatīvs)

Ieviešot elementu ar vairāk valences elektroniem (piemēram, fosforu vai arsēnu, kuriem ir 5) nekā saimniekmateriālā (piemēram, silīciju, kuram ir 4). Papildu elektrons tiek viegli nodots vadītspējas joslai, padarot elektronu par primāro lādiņnesēju.

P tipa dopings (pozitīvs)

Ieviešot elementu ar mazāku valences elektronu skaitu (piemēram, boru vai galliju, kuriem ir 3). Tas rada elektronu vakanci jeb "caurumu", kas darbojas kā pozitīvs lādiņnesējs.

Spēja precīzi kontrolēt vadītspēju, izmantojot dopingu, ir digitālā laikmeta dzinējspēks:

Pusvadītāju ierīcēm to izmanto, lai veidotup-npārejas, diožu un tranzistoru aktīvie apgabali, kas ļauj strāvai plūst tikai vienā virzienā un kalpo kā galvenie komutācijas elementi integrētajās shēmās (IC).

Termoelektriskām ierīcēm vadītspējas kontrole ir ļoti svarīga, lai līdzsvarotu labas elektriskās vadītspējas nepieciešamību (lai pārvietotu lādiņu) ar sliktu siltumvadītspēju (lai uzturētu temperatūras gradientu) materiālos, ko izmanto enerģijas ražošanai un dzesēšanai.

No progresīvas sensoru tehnoloģijas viedokļa materiālus var leģēt vai ķīmiski modificēt, lai izveidotu ķīmiski rezistorus, kuru vadītspēja dramatiski mainās, saistoties ar noteiktām gāzēm vai molekulām, veidojot ļoti jutīgu ķīmisko sensoru pamatu.

Vadītspējas izpratne un precīza kontrole joprojām ir kritiski svarīga nākamās paaudzes tehnoloģiju izstrādei, optimālas veiktspējas nodrošināšanai un efektivitātes palielināšanai praktiski visās zinātnes un inženierzinātņu nozarēs.

Vadītspējas vienības

Vadītspējas standarta SI mērvienība ir siemens uz metru (S/m). Tomēr lielākajā daļā rūpniecības un laboratorijas apstākļu siemens uz centimetru (S/cm) ir visizplatītākā pamatvienība. Tā kā vadītspējas vērtības var aptvert daudzas lieluma kārtas, mērījumus parasti izsaka, izmantojot prefiksus:

1. Mikrosīmenss uz centimetru (mS/cm) tiek izmantots šķidrumiem ar zemu vadītspēju, piemēram, dejonizētam vai reversās osmozes (RO) ūdenim.

2. miliSīmenss uz centimetru (mS/cm) ir izplatīts krāna ūdenim, tehniskajam ūdenim vai iesāļajiem šķīdumiem.(1 mS/cm = 1000 μS/cm).

3. deciSīmenss uz metru (dS/m) bieži tiek izmantots lauksaimniecībā un ir līdzvērtīgs mS/cm (1 dS/m = 1 mS/cm).

Kā izmērīt vadītspēju: vienādojumi

Avadītspējas mērītājsnemēra vadītspēju tieši. Tā vietā tas mēra vadītspēju (Siemens ierīcēs) un pēc tam aprēķina vadītspēju, izmantojot sensoram specifisku šūnas konstanti (K). Šī konstante (ar mērvienībām cm^-1) ir sensora ģeometrijas fizikāla īpašība. Instrumenta pamataprēķins ir šāds:

Vadītspēja (S/cm) = Izmērītā vadītspēja (S) × Šūnas konstante (K, cm⁻¹)

Šī mērījuma iegūšanai izmantotā metode ir atkarīga no pielietojuma. Visizplatītākā metode ietver kontaktējošus (potenciometriskus) sensorus, kuros tiek izmantoti elektrodi (bieži vien grafīts vai nerūsējošais tērauds), kas ir tiešā saskarē ar šķidrumu. Vienkārša 2 elektrodu konstrukcija ir efektīva lietojumos ar zemu vadītspēju, piemēram, tīram ūdenim. Uzlabotāka 4-elektrodssensorinodrošinātaugsta precizitāte daudz plašākā diapazonā un ir mazāk pakļauti kļūdām, ko rada mērena elektrodu piesārņošanās.

Skarbiem, kodīgiem vai ļoti vadošiem šķīdumiem, kur elektrodi varētu piesārņoties vai korodēt, tiek izmantoti induktīvie (toroidālie) sensori. Šiem bezkontakta sensoriem ir divas ar stiepli uztītas spoles, kas iekapsulētas izturīgā polimērā. Viena spole inducē elektriskās strāvas cilpu šķīdumā, bet otrā spole mēra šīs strāvas lielumu, kas ir tieši proporcionāls šķidruma vadītspējai. Šī konstrukcija ir ārkārtīgi izturīga, jo procesam nav pakļautas metāla daļas.

Vadītspējas un temperatūras mērījumi

Vadītspējas mērījumi ir ļoti atkarīgi no temperatūras. Šķidruma temperatūrai paaugstinoties, tā joni kļūst kustīgāki, kā rezultātā palielinās izmērītā vadītspēja (bieži vien par ~2% uz °C). Lai nodrošinātu mērījumu precizitāti un salīdzināmību, tie jānormalizē atbilstoši standarta atsauces temperatūrai, kas ir universāli...25°C.

Mūsdienu vadītspējas mērītāji šo korekciju veic automātiski, izmantojotintegrētstemperatūrasensorsŠis process, kas pazīstams kā automātiskā temperatūras kompensācija (ATC), piemēro korekcijas algoritmu (piemēram, lineāro formuluG25 = G_t/[1 + α(T-25)]), lai ziņotu par vadītspēju tā, it kā tā būtu mērīta 25 °C temperatūrā.

Kur:

G₂₅= Koriģētā vadītspēja 25°C temperatūrā;

G_t= Neapstrādāta vadītspēja, kas izmērīta procesa temperatūrāT;

T= Izmērītā procesa temperatūra (°C);

α (alfa)= Šķīduma temperatūras koeficients (piemēram, 0,0191 vai 1,91 %/°C NaCl šķīdumiem).

Vadītspējas mērīšana ar Oma likumu

Oma likums, elektrozinātnes stūrakmens, sniedz praktisku pamatu materiāla elektrovadītspējas (σ) kvantitatīvai noteikšanai. Šis principsnosaka tiešu korelāciju starp spriegumu (V), strāvu (I) un pretestību (R)Paplašinot šo likumu, iekļaujot materiāla fizikālo ģeometriju, var iegūt tā iekšējo vadītspēju.

Pirmais solis ir Oma likuma (R = V/I) piemērošana konkrētam materiāla paraugam. Tas prasa divus precīzus mērījumus: paraugam pielikto spriegumu un caur to plūstošo strāvu. Šo divu vērtību attiecība dod parauga kopējo elektrisko pretestību. Tomēr šī aprēķinātā pretestība ir specifiska šī parauga izmēram un formai. Lai normalizētu šo vērtību un noteiktu materiāla iekšējo vadītspēju, jāņem vērā tā fizikālie izmēri.

Divi kritiski ģeometriskie faktori ir parauga garums (L) un tā šķērsgriezuma laukums (A). Šie elementi ir integrēti vienā formulā: σ = L / (R^A).

Šis vienādojums efektīvi pārvērš izmērāmo, ārējo pretestības īpašību fundamentālā, iekšējā īpašībā – vadītspējā. Ir svarīgi atzīt, ka galīgā aprēķina precizitāte ir tieši atkarīga no sākotnējo datu kvalitātes. Jebkuras eksperimentālas kļūdas V, I, L vai A mērīšanā apdraudēs aprēķinātās vadītspējas derīgumu.

Vadītspējas mērīšanas instrumenti

Rūpniecisko procesu kontrolē, ūdens attīrīšanā un ķīmiskajā ražošanā elektrovadītspēja nav tikai pasīvs mērījums; tas ir kritisks kontroles parametrs. Precīzu, atkārtojamu datu iegūšana nerodas no viena universāla rīka. Tā vietā ir jāizveido pilnīga, saskaņota sistēma, kurā katra sastāvdaļa ir izvēlēta konkrētam uzdevumam.

Stabila vadītspējas sistēma sastāv no divām galvenajām daļām: kontroliera (smadzenēm) un sensora (maņām), un abas šīs daļas ir jāatbalsta ar atbilstošu kalibrēšanu un kompensāciju.

1. Kodols: vadītspējas regulators

Sistēmas centrālais mezgls irtastiešsaistēvadītspējas regulators, kas dara daudz vairāk nekā tikai parāda vērtību. Šis kontrolieris darbojas kā “smadzenes”, darbinot sensoru, apstrādājot neapstrādāto signālu un padarot datus noderīgus. Tā galvenās funkcijas ietver šādas:

① Automātiska temperatūras kompensācija (ATC)

Vadītspēja ir ļoti jutīga pret temperatūru. Rūpnieciskais kontrolieris, piemēram,SUP-TDS210-Bvaiaugstas precizitātesSUP-EC8.0, izmanto integrētu temperatūras elementu, lai automātiski koriģētu katru rādījumu atpakaļ uz 25 °C standartu. Tas ir svarīgi precizitātes nodrošināšanai.

② Izejas un trauksmes signāli

Šīs ierīces pārveido mērījumu 4–20 mA signālā PLC vai aktivizē relejus trauksmēm un dozēšanas sūkņa vadībai.

③ Kalibrēšanas saskarne

Kontrolieris ir konfigurēts ar programmatūras saskarni, lai veiktu regulāras, vienkāršas kalibrēšanas.

2. Pareizā sensora izvēle

Vissvarīgākā sadaļa ir jūsu izvēle attiecībā uz sensoru (vai zondi), jo tā tehnoloģijai ir jāatbilst jūsu šķidruma īpašībām. Nepareiza sensora izmantošana ir galvenais mērījumu kļūmju cēlonis.

Tīra ūdens un RO sistēmām (zema vadītspēja)

Tādiem lietojumiem kā reversā osmoze, dejonizēts ūdens vai katla padeves ūdens, šķidrums satur ļoti maz jonu. Šeit divu elektrodu vadītspējas sensors (piemēram,tasSUP-TDS7001) ir ideāla izvēletomērsūdens vadītspējaTā konstrukcija nodrošina augstu jutību un precizitāti pie šiem zemajiem vadītspējas līmeņiem.

Vispārējai lietošanai un notekūdeņiem (vidēja līdz augsta vadītspēja)

Netīros šķīdumos, kas satur suspendētas cietvielas vai kuriem ir plašs mērījumu diapazons (piemēram, notekūdeņi, krāna ūdens vai vides monitorings), sensori ir pakļauti piesārņojumam. Šādā gadījumā četru elektrodu vadītspējas sensors, piemēram,tasSUP-TDS7002 ir pārāks risinājums. Šo konstrukciju mazāk ietekmē nogulsnes uz elektrodu virsmām, piedāvājot daudz plašāku, stabilāku un uzticamāku nolasījumu mainīgos apstākļos.

Spēcīgām ķīmiskām vielām un suspensijām (agresīvām un ar augstu vadītspēju)

Mērot agresīvus materiālus, piemēram, skābes, bāzes vai abrazīvus suspensijas, tradicionālie metāla elektrodi ātri korodēs un sabojāsies. Risinājums ir bezkontakta induktīvs (toroidāls) vadītspējas sensors, piemēram,tasSUP-TDS6012Šis sensors izmanto divas iekapsulētas spoles, lai inducētu un mērītu strāvu šķidrumā, nevienai sensora daļai nepieskaroties tam. Tas padara to praktiski imūnu pret koroziju, piesārņojumu un nodilumu.

3. Process: ilgtermiņa precizitātes nodrošināšana

Sistēmas uzticamību nodrošina viens kritiski svarīgs process: kalibrēšana. Neatkarīgi no tā, cik uzlabots ir kontrolieris un sensors, tie ir jāpārbauda attiecībā pretzināmsatsaucerisinājums(vadītspējas standarts), lai nodrošinātu precizitāti. Šis process kompensē jebkādu nelielu sensora nobīdi vai piesārņojumu laika gaitā. Labs kontrolieris, piemēram,tasSUP-TDS210-C, padara šo par vienkāršu, ar izvēļņu palīdzību veicamu procedūru.

Precīza vadītspējas mērījuma sasniegšana ir viedas sistēmas projektēšanas jautājums. Tas prasa saskaņot viedu kontrolieri ar sensoru tehnoloģiju, kas izstrādāta tieši jūsu konkrētajam pielietojumam.

Kāds ir labākais materiāls elektrības vadīšanai?

Vislabākais materiāls elektrības vadīšanai ir tīrs sudrabs (Ag), kam ir visaugstākā elektrovadītspēja no visiem elementiem. Tomēr tā augstās izmaksas un tendence aptraipīties (oksidēties) ierobežo tā plašu pielietojumu. Lielākajā daļā praktisko pielietojumu standarts ir varš (Cu), jo tas piedāvā otro labāko vadītspēju par daudz zemākām izmaksām un ir ļoti elastīgs, padarot to ideāli piemērotu elektroinstalācijai, motoriem un transformatoriem.

Turpretī zelts (Au), neskatoties uz to, ka tas ir mazāk vadītspējīgs nekā gan sudrabs, gan varš, ir vitāli svarīgs elektronikā jutīgiem, zemsprieguma kontaktiem, jo ​​tam piemīt izcila izturība pret koroziju (ķīmiskā inerce), kas laika gaitā novērš signāla degradāciju.

Visbeidzot, alumīnijs (Al) tiek izmantots tālsatiksmes augstsprieguma elektropārvades līnijās, jo tā vieglākais svars un zemākās izmaksas sniedz ievērojamas priekšrocības, neskatoties uz zemāku vadītspēju pēc tilpuma salīdzinājumā ar varu.

Vadītspējas pielietojumi

Elektrovadītspēja, kas ir materiāla iekšējā spēja pārvadīt elektrisko strāvu, ir fundamentāla īpašība, kas virza tehnoloģijas. Tās pielietojums aptver visu, sākot no liela mēroga enerģijas infrastruktūras līdz mikro mēroga elektronikai un vides monitoringam. Tālāk ir norādīti galvenie pielietojumi, kuros šī īpašība ir būtiska:

Enerģētika, elektronika un ražošana

Augsta vadītspēja ir mūsu elektriskās pasaules pamats, savukārt kontrolēta vadītspēja ir ļoti svarīga rūpnieciskajiem procesiem.

Jaudas pārvade un elektroinstalācija

Elektroinstalāciju un tālsatiksmes elektrolīniju standarts ir augstas vadītspējas materiāli, piemēram, varš un alumīnijs. To zemā pretestība samazina I²R (džoulu) siltuma zudumi, nodrošinot efektīvu enerģijas pārvadi.

Elektronika un pusvadītāji

Mikrolīmenī vadošās līnijas uz iespiedshēmu platēm (PCB) un savienotājiem veido signālu ceļus. Pusvadītājos silīcija vadītspēja tiek precīzi manipulēta (leģēta), lai izveidotu tranzistorus, kas ir visu mūsdienu integrēto shēmu pamatā.

Elektroķīmija

Šis lauks balstās uz elektrolītu jonu vadītspēju. Šis princips ir akumulatoru, degvielas elementu un rūpniecisko procesu, piemēram, galvanizācijas, metālu rafinēšanas un hlora ražošanas, dzinējspēks.

Kompozītmateriāli

Polimēriem pievieno vadošas pildvielas (piemēram, oglekļa vai metāla šķiedras), lai izveidotu kompozītmateriālus ar specifiskām elektriskām īpašībām. Tos izmanto elektromagnētiskai ekranēšanai (EMI), lai aizsargātu jutīgas ierīces, un elektrostatiskās izlādes (ESD) aizsardzībai ražošanā.

Uzraudzība, mērīšana un diagnostika

Vadītspējas mērīšana ir tikpat svarīga kā pati īpašība, un tā kalpo kā spēcīgs analītiskais instruments.

Ūdens kvalitātes un vides monitorings

Vadītspējas mērīšana ir galvenā metode ūdens tīrības un sāļuma novērtēšanai. Tā kā izšķīdušās jonu cietās vielas (Nodokļu deklarācija) tieši palielina vadītspēju, sensorus izmanto dzeramā ūdens uzraudzībai,pārvaldītnotekūdeņiārstēšanaun novērtēt augsnes veselību lauksaimniecībā.

Medicīniskā diagnostika

Cilvēka ķermenis darbojas, pamatojoties uz bioelektriskiem signāliem. Medicīnas tehnoloģijas, piemēram, elektrokardiogrāfija (EKG) un elektroencefalogrāfija (EEG), darbojas, mērot organismā jonu vadītās sīkās elektriskās strāvas, ļaujot diagnosticēt sirds un neiroloģiskas slimības.

Procesa vadības sensori

Ķīmiskajā rūpniecībāunēdiensražošanaVadītspējas sensori tiek izmantoti procesu uzraudzībai reāllaikā. Tie var noteikt koncentrācijas izmaiņas, identificēt saskarnes starp dažādiem šķidrumiem (piemēram, tīrāmās sistēmās) vai brīdināt par piemaisījumiem un piesārņojumu.

Bieži uzdotie jautājumi

1. jautājums: Kāda ir atšķirība starp vadītspēju un pretestību?

A: Vadītspēja (σ) ir materiāla spēja vadīt elektrisko strāvu, ko mēra sīmensos uz metru (S/m). Pretestība (ρ) ir tā spēja pretoties strāvai, ko mēra ommetros (Ω⋅m). Tās ir tiešas matemātiskas apgrieztās vērtības (σ=1/ρ).

2. jautājums: Kāpēc metāliem ir augsta vadītspēja?

A: Metāli izmanto metāliskas saites, kur valences elektroni nav saistīti ne ar vienu atsevišķu atomu. Tas veido delokalizētu “elektronu jūru”, kas brīvi pārvietojas pa materiālu, viegli radot strāvu, kad tiek pielikts spriegums.

3. jautājums: Vai var mainīt vadītspēju?

A: Jā, vadītspēja ir ļoti jutīga pret ārējiem apstākļiem. Visbiežāk sastopamie faktori ir temperatūra (temperatūras paaugstināšanās samazina vadītspēju metālos, bet palielina to ūdenī) un piemaisījumu klātbūtne (kas traucē elektronu plūsmu metālos vai pievieno jonus ūdenim).

4. jautājums: Kas padara tādus materiālus kā gumiju un stiklu par labiem izolatoriem?

A: Šiem materiāliem ir spēcīgas kovalentās vai jonu saites, kurās visi valences elektroni ir cieši saistīti. Tā kā nav brīvo elektronu, kas varētu kustēties, tie nevar uzturēt elektrisko strāvu. To sauc par ļoti lielu "enerģijas joslas spraugu".

5. jautājums: Kā mēra vadītspēju ūdenī?

A: Mērītājs mēra jonu vadītspēju no izšķīdušiem sāļiem. Tā zonde pievada ūdenim maiņstrāvas spriegumu, izraisot izšķīdušo jonu (piemēram, Na+ vai Cl−) kustību un strāvu. Mērītājs mēra šo strāvu, automātiski koriģē temperatūru un izmanto sensora "šūnu konstanti", lai ziņotu par galīgo vērtību (parasti μS/cm).