Электрическая проводимость. Определение, единицы измерения.

Электрическая проводимость характеризует способность тела проводить электрический ток. Проводимость — величина обтаная сопротивлению. В формуле она обратно пропорциональна электрическому сопротивлению, и используются они фактически для обозначения одних и тех же свойств материала. Измеряется проводимость в Сименсах: [См]=[1/Ом].

Виды электропроводимости:

— Электронная проводимость, где переносчиками зарядов являются электроны. Такая проводимость характерна в первую очередь для металлов, но присутствует в той или иной степени практически в любых материалах. С увеличением температуры электронная проводимость снижается.

---

— Ионная проводимость. Существует в газообразных и жидких средах, где имеются свободные ионы, которые также переносят заряды, перемещаясь по объёму среды под действием электромагнитного поля или другого внешнего воздействия. Используется в электролитах. С ростом температуры ионная проводимость увеличивается, поскольку образуется большее количество ионов с высокой энергией, а также снижается вязкость среды.

— Дырочная проводимость. Эта проводимость обуславливается недостатком электронов в кристаллической решётке материала. Фактически, переносят заряд здесь опять же электроны, но они как бы движутся по решётке, занимая последовательно свободные места в ней, в отличии от физического перемещения электронов в металлах. Такой принцип используется в полупроводниках, наряду с электронной проводимостью.

Самыми первыми материалами, которые стали использоваться в электротехнике исторически были металлы и диэлектрики (изоляторы, которым присуща маленькая электрическая проводимость). Сейчас получили широкое применение в электронике полупроводники. Они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками и характеризуются тем, что величину электрической проводимости в полупроводниках можно регулировать различным воздействием. Для производства большинства современных проводников используются кремний, германий и углерод. Кроме того, для изготовления ПП могут использоваться другие вещества, но они применяются гораздо реже.

В электротехнике важное значение имеет передача тока с минимальными потерями. В этом отношении важную роль играют металлы с большой электропроводностью и, соответственно, маленьким электросопротивлением. Самым лучшим в этом отношении является серебро (62500000 См/м), далее следуют медь (58100000 См/м), золото (45500000 См/м), алюминий (37000000 См/м). В соответствии с экономической целесообразностью чаще всего используются алюминий и медь, при этом медь по проводимости совсем немного уступает серебру. Все остальные металлы не имеют промышленного значения для производства проводников.

Измерение электролитической проводимости | Эко Инструмент

Удельная проводимость (или удельная электролитическая проводимость) определяется, как способность вещества проводить электрический ток. Это величина, обратная удельному сопротивлению. При химическом очищении воды очень важно измерить удельную проводимость воды, зависящую от растворенных в воде ионных соединений. Удельная проводимость легко может быть измерена электронными приборами. Широкий спектр соответствующего оборудования позволяет сейчас измерять проводимость практически любой воды, от сверхчистой (очень низкая проводимость) до насыщенной химическими соединениями (высокая проводимость).

Единицы проводимости

Основная единица измерения сопротивления — Ом. Удельная проводимость — величина обратная сопротивлению, она измеряется в Сименсах, ранее назывшихся mho. Применительно к сыпучим веществам удобнее говорить об особой проводимости, обычно называемой удельной проводимостью. Удельная проводимость — это проводимость, измеренная между противоположными сторонами куба вещества со стороной 1 см. Единицей данного типа измерений является Сименс/см. При измерении проводимости воды чаще используются более точные мкС/см (микросименс) и мС/см (миллисименс). Соответствующие единицы измерения сопротивления (или удельного сопротивления) — Ом/см, МегаОм/см и килоОм/см. При измерении сверхчистой воды чаще используют МегаОм/см, так как это дает более точные результаты. Сопротивление менее чистой воды, как например, водопроводной, измеряют в килоОм/см. Большинство из нас, работая с практически чистой водой, используют единицы мкС/см и мС/см во время исследования воды с высокой концентрацией растворенных химических веществ. Использование удельной проводимости в данном приложении имеет преимущество почти прямой связи с примесями, особенно при низких концентрациях ионов, как, например, в системах охлаждения и бойлерах. Таким образом, рост удельной проводимости указывает на рост примесей, и можно установить критический уровень для контроля максимального уровня примесей. Удельная проводимость некоторых растворов 1000 мг. в л.: Состав мкСм/см @ 25 C° мСм/см Бикарбонат натрия 870 0,87 Сульфат натрия 1300 1,30 Хлорид натрия 1990 1,99 Карбонат натрия 1600 1,60 Гидроксид натрия 5820 5,82 Гидроксид аммония 189 0,19 Соляная кислота 11000 11,10 Фтористоводородная кислота 2420 2,42 Азотная кислота 6380 6,38 Фосфорная кислота 2250 2,25 Серная кислота 6350 6,35

Области применения электропроводимости растворов

Измерения удельной проводимости широко используются при исследовании воды, используемой в промышленности, муниципальных и коммерческих учреждениях, больницах c помощью кондуктометров (портативных, лабораторных, карманных или промышленных). Пока индивидуальные ионы не могут быть определены это обычно не требуется, и удельная проводимость дает величину общих примесей. Ниже мы приводим самые распространенные правила измерения: Проводимость в мкС/см х 0.5 = T.D.S. (общее солесодержание) мг. в л. как у NaCl или Проводимость в мкС/см х 0.75 = T.D.S. (общее солесодержание) мг. в л. как таковая Главный недостаток измерений удельной проводимости это то, что они не специфичны, не дают возможности распознавания различных типов ионов. Вместо этого определяется пропорция общего эффекта присутствия всех имеющихся ионов и некоторых ионов, как NaOH, HCI, представленных в значительно большей степени. См. «Удельная проводимость 1000 мг. в л. растворов» см. выше. Второй недостаток соотнесения удельной проводимости к концентрации заключается в том, что концентрированные растворы показывают слегка заниженное число мкС/см на каждый мг. в л. в отличие от разреженных, как показано на графике ниже. Этот эффект основан на снижении скорости движения ионов при увеличении концентрации, что лежит в основе теории межионного притяжения. Некоторые соединения могут снижать точность измерений, осаждаясь на датчике или щупе, например, карбонат кальция. В большинстве случаев эти трудности не превращаются в серьезные помехи и могут быть достигнуты достаточно точные результаты. В целом, измерение удельной проводимости — это быстрый, надежный и недорогой способ измерения количества ионных соединений в протоке. Как правило, при повторных измерениях разброс значений не превышает 1%. <br> Скорость движения ионов прямо пропорциональна температуре. Поэтому оптимальная температура во время измерения — 25 °C. См. ниже о влиянии температуры и автоматической температурной компенсации. Тест-измерители удельной проводимости и контроллеры широко используются в самых различных областях.

Температурный эффект, термокомпенсация

Удельная проводимость в водных растворах из-за движения ионов и постоянно возрастающей температуры противоположна удельной проводимости металлов, но приближается к показателям графита. Это обусловлено природой самих ионов и вязкостью воды. При низкой концентрации ионов (сверхчистая вода) ионизация воды позволяет определить часть проводящих ионов. Все эти процессы, а следовательно, и удельная проводимость существенно зависят от температуры. Эта зависимость обычно выражается, как относительное изменение удельной проводимости на градус C при конкретной температуре, а в особых случаях, как процент на градус C°., называемый наклонением конкретного раствора. Сверхчистая вода имеет наибольшее наклонение в 5.2% на градус C°., в то время, как наклонение большей части водопроводной воды и воды в охлаждающих системах находится в диапазоне 1.8 — 2.0% на градус C°. Концентрированные соленые растворы, кислоты и щелочные растворы имеют наклонение около 1.5% на градус C. Теперь очевидно, что небольшая разница в температуре незначительно изменяет удельную проводимость. По этой причине, чаще всего удельную проводимость относят к 25 C°. К счастью, доступны температурные датчики с характеристиками, близкими к раствору, в исследовании которого мы заинтересованы, и с использованием дополнительных резисторов и электронных схем можно получить температурные кривые почти для любого раствора. Температурный датчик используется как элемент регулировки электрической цепи, и значение проводимости автоматически приводится к эквивалентному значению при 25 C°. Самые современные технологии используют микропроцессор и соответствующую таблицу, содержащую информацию о реакции раствора на температуру. Температура раствора измеряется, переводится в цифровой формат, затем сопоставляется с данными таблицы для получения точных значений

Электропроводность воды что это такое

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Физическое свойство вода — проводимость регламентируются для таких отраслей требованиями действующих нормативных документов. В статье рассматриваются основные факторы определяющие уровень ее сопротивления, единицы, методы и приборы для измерений. Читателю предлагается обзор наиболее эффективных способов снижения означенных показателей с использованием профессионального оборудования.

Что такое электропроводность воды

Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.

Электропроводности воды — это количественная характеристика этого ее свойства, которое определяется наличием заряженных частиц — положительных и отрицательных ионов. К последним относятся химические элементы, входящие в состав следующих органических и неорганических соединений:

• Щелочи.
• Соли щелочноземельных и других металлов, прежде всего хлориды и сульфиды (сульфаты).
• Карбонаты.

Этот показатель тем выше, чем больше в жидкости находится положительно заряженных ионов — катионов и отрицательных — ионов. Т.е. электропроводность напрямую связана с солесодержанием воды. Удельная электропроводность воды находится в обратной зависимости с сопротивлением воды и определяется для объема жидкости, который находится в промежутке между двумя электронами площадью в 1 см2. Последние при этом располагаются на расстоянии в 1 см друг от друга.

Нормы электропроводимости природной воды

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются следующими нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты:

1. ГОСТ 52501-2005. Для проведения лабораторных анализов — не более 0,1 и 1,0 мкСм/см для первой и второй степени соответственно.
2. ГОСТ 6709-97. Для дистиллированной воды — менее 5*10-4 См/см.
3. ФС 2.2.20020.15. Вода очищенная фармацевтического назначения — не выше 4,3 мкСм/см.
4. ФС 2.2.0019.15. Вода для приготовления лекарственных растворов и проведения инъекций.

Жесткие технологические нормы электропроводности для воды установлены на предприятиях, выпускающих компоненты для микроэлектроники. Качество жидкости используемых в производственных процессах контролируется специализированными лабораториями и использованием сложных приборов по утвержденным методикам.

Показатели электропроводности: основные факторы

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов:

1. Концентрации заряженных частиц.
2. Состава и природы ионов.
3. Температуры жидкости.

Наибольшее влияние на электропроводность воды оказывают соли жесткости, точнее катионы натрия (Na⁺), калия (K⁺) и кальция (Ca²⁺), также анионы хлора (Cl^—) и кислотных групп (SO₄^2- и HCO₃^—). Наличие в жидкости ионов двух- и трехвалентного железа (Fe²⁺, Fe³⁺), а также марганца (Mn²⁺) и алюминия (Al³⁺) в незначительных концентрациях практически не сказывается на удельном сопротивлении.

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

Определение показателей электропроводности воды

Уровень сопротивления жидкости электрическому току измеряется при помощи специальных приборов. Для количественного определения уровня электропроводности воды используются единицы измерения, установленные международной системой СИ. Применение унифицированных методов и стандартов в этой сфере упрощает лабораторные исследования и понимание получаемых результатов.

Единицы измерения

В нашей стране для измерения проводимости воды используются специальная единица — См/м (Сименс на метр). Она соотносится с удельным сопротивлением как 1 См/м= 1/1 Ом/м. При этом описываемый показатель для природной воды составляет:

• Для пресных рек: от 50 до 1500*10^-6См/м.
• Для дистиллированной воды: от 0,5 до 5*10^-6См/м.
• Для ультрачистой деионизированной: от 0,1 до 0,2*10^-6См/м.

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. В США для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Методы измерений и используемые приборы

В нашей стране удельная проводимость и водородный показатель жидкости определяются электрометрическим способом. Для того чтобы точно рассчитать электропроводность воды специалисты пользуются методикой, установленной РД 52.24.495-2005. Действие этого документа распространятся на поверхностные источники водоснабжения и стоки.

Для измерения электропроводности воды применяется откалиброванный кондуктометр с электродами из нержавеющей стали. Для калибровки прибора используется стандартный раствор с показателем не менее 1500 мкСм/см, при этом отклонение от номинала не должно превышать 2%.

В ходе измерений удельной электропроводности воды фиксируется ее температура, а искомая величина определяется при помощи специальных таблиц. В случае если используются приборы с температурной компенсацией, то на экране сразу же появляется истинное значение, что существенно упрощает процесс.

Снижение электропроводимости воды: профессиональные методы

Современные системы водоподготовки обеспечивают требуемые показатели качества. Для того чтобы уменьшить электропроводность воды в таких установках используются следующие методы очистки:

• обратный осмос;
• электродеионизация;
• ионный обмен.

Перечисленные технологии различаются по уровню эффективности и технико-экономическим параметрам. Выбор того или иного метода осуществляется с учетом показателей проводимости воды, необходимых заказчику. Рассмотрим подробнее возможности и особенности каждого из представленных способов.

Обратный осмос

Суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9% всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч.

Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация

В настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см, обеспечивает метод электродеионизации. Водоподготовка с его использованием проводится в три этапа:

1. Электродиализ. Удаление катионов и анионов из воды осуществляется при помощи конселективных мембран, которые располагаются перед электродами. К ним прикладывается постоянное напряжение, обеспечивающее движение заряженных частиц.
2. Ионный обмен. Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.
3. Регенерация. Под действием постоянного тока происходит диссоциация молекул воды, и образующиеся при этом ионы обеспечивает восстановление обменных свойств заполнителя.

Очищенная и деионизированная вода обладает крайне низкой проводимостью, что позволяет ее использовать в качестве растворителей для лекарственных препаратов. Промышленные установки электродеионизации имеют высокую производительность и могут использоваться на предприятиях теплоэнергетики.

Ионный обмен

Данная технология обеспечивает эффективное удаление заряженных частиц из жидкости при сравнительно небольших затратах. Значительное снижение ионной проводимости воды достигается за счет использования специальных веществ: ионитов или катионитов. Они выпускаются в виде заполнителей для ионообменных систем — фильтров смешанного действия.

Иониты производятся на основе сетчатых полимеров, которые имеют микропористую или сетчатую структуру. Материал имеет ковалентную связь с ионогенными группами, которые в процессе диссоциации образуют пару из свободного и фиксированного иона с противоположным зарядом. Последний закреплен на полимере.

В результате ионообменного процесса заметно снижается электропроводность воды и уровень ее минерализации. Заряженные частицы из жидкости диффундируют вначале к поверхности, а затем и внутрь сорбента. Со временем способность засыпки поглощать ионы из жидкости снижается и для ее восстановления проводится регенерация с использованием рабочих растворов.

Удельная электрическая проводимость в воде

Компания Diasel Engineering предлагает эффективные технические решения по уменьшению удельной электрической проводимости воды. Предприятие осуществляет поставки оборудования систем обратного осмоса, электродеионизации и ионного обмена. Наши специалисты выполняют монтаж установок водоподготовки, необходимые пусконаладочные работы и обеспечивают их техническое обслуживание.

Снижение электропроводности воды до требуемых показателей — задача исключительно сложная и для ее решения необходимо привлечение профессионалов. ООО «НПК «Диасел» приглашает к сотрудничеству предприятия, нуждающиеся в установках глубокой очистки. Комплексное решение проблем водоподготовки — наша основная специализация.

Электропроводность воды

Электропроводность воды (ЕС)

Чтобы ваше хобби приносило вам только удовольствие и не доставляло проблем и хлопот ознакомьтесь с данной статьей и правильно подберите нобходимое оборудование.

В данной статье мы расскажем вам о электропроводности воды. 

Электропроводность — это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации и температуры.

 Минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества).

TDS (Total Dissolved Solids) — это суммарный количественный показатель концентрации растворенных в воде веществ (солей) или — общее солесодержание. 

 

Существует несколько важных факторов в управлении питанием и поливом растений – электропроводность, уровень pH и температура раствора. Для измерения данных характеристик существуют специальные приборы. С помощью солеметра вы без труда сможете измерить уровень содержания солей в воде (ppm).

Проводимость раствора – значение, которое отражает то, насколько раствор способен проводить электрический ток. Например дистиллированная или де-ионизированная вода в целом вообще не проводит электрический ток, поэтому значение ЕС для такой воды равно нулю. 

 

Особенно в гидропонике очень важно следить и контролировать уровень pH и ЕС, так как это значительно влияет на рост и развитие растений. Если раствор обладает подходящим для растения значением ЕС, всасывание питательных веществ и транспортировка их ко всем клеткам растения будут обеспечены на должном уровне. Благодаря измерениям — легко понять получают ли ваши растения правильное питание, или же страдают от нехватки питательных вещест. Тем более, важно учитывать, что для разных растений требуется различный уровень ЕС/TDS и своя программа питания на каждый период жизни растения — вегетативный рост, цветение, плодоношение. 

При измерении EC важно помнить о том, что температура питательного раствора должна быть оптимальной, а также уровень рН должен находиться в допустимых пределах. Потребление питательных веществ растениями зависит от температуры — когда темперетура выше нормы, из растения воды испаряется больше, что провоцирует его на более активное поглощение воды. В итоге воды поглащается больше чем соли. При нормальной температуре поглощение влаги и солей примерно одинаково. 

 

Увеличение уровня ЕС говорит о том, что нужно добавить в раствор воды, так как слишком высока концентрация солей. Понижение этого же показателя более чем на 30% указывает на то, что каких-то элементов в растворе не хватает. Поскольку неизвестно, каких именно питательных элементов растению не хватает, то обычно гроверу проще заменить питательный раствор.

Единицы измерения

Электропроводность может измеряться с помощью ряда единиц измерения, но международным стандартом является ЕС с единицей измерения миллисименс или микросименс (в 1 миллисименсе содержится 1000 микросименсов). Важно помнить, что «полноценно сильным» раствор можно назвать при значении ЕС 2-2.5 миллисименса (2мСм/см). Иногда ЕС выражают в других единицах измерения, например, CF или TDS. CF, в сущности, это та же ЕС, но умноженная на 10. Поскольку в этом случае не нужна десятичная доля, в некоторых системах эта единица измерения предпочтительнее самой ЕС. TDS – общее число растворенных солей (от англ. Total dissolved salts), считается в частях на миллион (parts per million или ppm). Эта единица часто используется в США, причем для измерения этого значения используется тот же самый прибор, что и для измерения ЕС, просто в нем есть внутренний корректирующий фактор, который переводит единицы ЕС в TDS. И здесь есть свои неприятные особенности: в зависимости от производителя, корректирующие факторы в приборах различаются: некоторые используют фактор 500ppm на мСм/см, некоторые – 700 ppm.

 

Приборы:

В нашем магазине вы можете найти простой и удобный прибор для измерения электропроводности раствора.

Принцип действия солеметра TDS 3 основан на прямой зависимости электропроводности раствора (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений (parts per million, ppm; 1 ppm=1мг/л).

За единицу уровня минерализации (TDS) приняты миллиграмм на литр (мг/л). Это означает вес растворённых веществ в граммах, растворённых в 1 литре воды.

Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды — сокращенно ppm (parts per million — частиц на миллион). Такую аббревиатуру можно встретить в зарубежных источниках. 
Это означает количество частиц растворенных в 1 миллионе частиц воды.

 

Как перевести единицы измерения TDS (ppm) в EC (mS/cm) самостоятельно

Для перевода единицы измерения EC (мкСм/см) в TDS (ppm) необходимо значение в мкСм/см умножить на коэффициент TDS метра (0.5, 0.7 или другой). 

Для перевода единицы измерения TDS (ppm) в EC (мкСм/см) необходимо поделить измеренное значение на коэффициент TDS-метра (0.5, 0.7 или другой).

 

 

Как определить коэффициент преобразования TDS-метра

Коэффициент преобразования TDS-метра можно определить в том случаи, если прибор одновременно является и EC-метром. В таком случаи, для одного и того же раствора, необходимо измерять показания минерализации (ppm) и электропроводности (мкСм/см). Далее мы делим значение минерализации (ppm) на значение электропроводности (мкСм/см). Полученное число является коэффициентом преобразования данного TDS-метра.

 

EC-метр		TDS-метр
mS/cm (мСм/см)	µS/cm (мкСм/см)	0.5 ppm	0.64 ppm	0.70 ppm
0.1	100	50 ppm	64 ppm	70 ppm
0.2	200	100 ppm	128 ppm	140 ppm
0.3	300	150 ppm	192 ppm	210 ppm
0.4	400	200 ppm	256 ppm	280 ppm
0.5	500	250 ppm	320 ppm	350 ppm
0.6	600	300 ppm	384 ppm	420 ppm
0.7	700	350 ppm	448 ppm	490 ppm
0.8	800	400 ppm	512 ppm	560 ppm
0.9	900	450 ppm	576 ppm	630 ppm
1.0	1000	500 ppm	640 ppm	700 ppm
1.1	1100	550 ppm	704 ppm	770 ppm
1.2	1200	600 ppm	768 ppm	840 ppm
1.3	1300	650 ppm	832 ppm	910 ppm
1.4	1400	700 ppm	896 ppm	980 ppm
1.5	1500	750 ppm	960 ppm	1050 ppm
1.6	1600	800 ppm	1024 ppm	1120 ppm
1.7	1700	850 ppm	1088 ppm	1190 ppm
1.8	1800	900 ppm	1152 ppm	1260 ppm
1.9	1900	950 ppm	1216 ppm	1330 ppm
2.0	2000	1000 ppm	1280 ppm	1400 ppm
2.1	2100	1050 ppm	1334 ppm	1470 ppm
2.2	2200	1100 ppm	1408 ppm	1540 ppm
2.3	2300	1150 ppm	1472 ppm	1610 ppm
2.4	2400	1200 ppm	1536 ppm	1680 ppm
2.5	2500	1250 ppm	1600 ppm	1750 ppm
2.6	2600	1300 ppm	1664 ppm	1820 ppm
2.7	2700	1350 ppm	1728 ppm	1890 ppm
2.8	2800	1400 ppm	1792 ppm	1960 ppm
2.9	2900	1450 ppm	1856 ppm	2030 ppm
3.0	3000	1500 ppm	1920 ppm	2100 ppm
3.1	3100	1550 ppm	1984 ppm	2170 ppm
3.2	3200	1600 ppm	2048 ppm	2240 ppm

*Примечание: 1 mS/cm = 1000 μS/cm [1 мСм/см = 1000 мкСм/см]

 

 

 

 

 

 

 

 

Электропроводность сред и её роль в различных отраслях промышленности

Что такое проводимость?

Чаще всего под проводимостью понимается способность вещества передавать тепло, звук или электричество. В этом материале мы разберём электрическую проводимость (EC), которая представляет собой способность исследуемой среды проводить электрический ток. Небольшие положительно либо отрицательно заряженные частицы, называемые ионами, помогают переносить электрический заряд через вещество. Чем больше таких ионов, тем выше проводимость, соответственно, меньшее количество ионов приводит к снижению проводимости. А чем выше проводимость, тем выше способность среды проводить электричество. Это связано с большим количеством заряженных ионов, присутствующих в образце. Самой высокой электрической проводимостью обладают проводники – металлы и электролиты.

 

Электропроводность сред, также называемая ЕС, основана на проводимости, которая, как мы выяснили, является способностью вещества передавать ток. Единицами измерения электропроводности является Siemens/cm (S/cm, mS/cm, μS/cm, dS/m). Например, сверхчистая вода имеет удельную проводимость 0.055 μS/см при температуре 25 °С. Величина электропроводности обратна величине электрического сопротивления, несмотря на то, что обе они являются характеристиками электропроводящей способности материалов.

 

Какие отрасли промышленности полагаются на измерения ЕС?

Теперь давайте взглянем на конкретные применения измерений ЕС в конкретных отраслях жизнедеятельности человека.

 

ЕС и сельское хозяйство

В сельскохозяйственной промышленности знание электропроводности почвы чрезвычайно важно для здоровья и роста сельскохозяйственных культур. Фермеры и производители, как правило, регулярно производят мониторинг содержания фосфатов, нитратов, кальция и калия почвы, поскольку эти питательные вещества необходимы для успешного роста растений. Тестирование электропроводности (ЕС) почвы может помочь производителям отслеживать количество всех питательных веществ, присутствующих в почве, и определять, требует ли она больше питательных веществ или же, наоборот, имеет место её перенасыщение. Таким образом, измерение EC почвы помогает экономить денежные средства в долгосрочной перспективе и обеспечивает здоровое растениеводство.

 

EC и обработка воды

Электрическая проводимость играет огромную роль в различных сферах, связанных с контролем качества воды. При очистке сточных вод ЕС измеряется для того, чтобы сопоставить параметры отходящих сточных вод со свойствами воды, в которую они поступают. Попадание в чистую воду стоков с чрезвычайно высокой или низкой солёностью может иметь пагубные последствия для здоровья водной флоры и фауны. Таким образом, сохранение измерений ЕС в приемлемых диапазонах является важным и полезным для поддержания здоровой и устойчивой экосистемы наших океанов и других природных водоёмов.

 

EC и гальванические ванны

Проводимость может также оказывать воздействие на гальванические ванны, с помощью которых проводятся процедуры нанесения на металлы слоёв защищающих веществ и/или придания им определённой окраски. Поэтому измерения ЕС являются обычным делом в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, изготовление ювелирных изделий и т. д.

 

Измерения ЕС и общего содержания растворенных твердых веществ (TDS)

Между тем, электропроводимость можно измерять и с целью определения общего количества растворенных твердых веществ в средах (TDS) и их солёности, что также весьма востребовано в различных отраслях промышленности. Обычно измерение EC используется для оценки параметров TDS. Это подразумевает то, что природа твёрдых частиц является ионной и соотношение между растворенными ионами и проводимостью ЕС нам известно.

Для измерения TDS используются единицы мг/л (ppm) или г/л. Некоторые модели измерителей электропроводимости разрешают пользователю осуществлять введение коэффициента TDS для последующего преобразования, однако в большинстве приборов данный коэффициент устанавливается автоматически на значении 0.50. Для растворов с высоким содержанием ионов коэффициент TDS составляет 0.5, а для слабых образцов, таких как, например, удобрения, он равен 0.7. Следует заметить, что коэффициенты преобразования TDS для разных твёрдых тел являются различными.

 

Измерения электропроводимости и солёности

Измерения EC также могут применяться для определения солёности морской воды. Существуют различные шкалы, предназначенные для измерений солёности в солёной воде в зависимости от возможностей вашего измерительного прибора. Три общих шкалы солености – это практическая шкала минерализации (от 0.00 до 42.00 единиц практической солености, определенных Организацией Объединенных Наций по вопросам образования и культуры (ЮНЕСКО) в 1978 году; процентная шкала (от 0.0 до 400.0 %), где 100 % — морская вода; и природная шкала морской воды (от 0.00 до 80.00 п.п.), определенная ЮНЕСКО в 1966 году. Каждый измеритель электропроводности обладает собственными алгоритмами для преобразования результатов измерений проводимости в желаемый масштаб в соответствии с этими шкалами.

 

Влияние температуры измеряемого вещества на показатели проводимости

Следует также иметь в виду, что температура измеряемого образца влиять на измерения ЕС. Ведь от температуры зависит активность ионов и концентрация вещества, а это, в свою очередь, влияет на проводимость. Чем выше температура раствора, тем ниже сопротивление (что соответствует более высокой проводимости). И, наоборот, чем ниже температура вещества, тем выше сопротивление (и тем ниже проводимость). Встроенные датчики температуры в приборах для измерения проводимости определяют температуру раствора в режиме реального времени. Встроенная автокомпенсация корректирует измеряемую проводимость до контрольной температуры с помощью фиксированного коэффициента β для линейной компенсации. Более продвинутые измерители проводимости позволяют регулировать β для компенсации различных сред и осуществляют регулировку эталонной температур в максимально широких температурных диапазонах.

 

Какие датчики используют для измерения проводимости?

Существует несколько типов зондов для измерения проводимости. Они подключаются к корпусу измерительного оборудования для сбора максимально точных показаний.

 

Амперометрический датчик

Амперометрический датчик – это двухэлектродный зонд, измеряющий проводимость с применением амперометрического метода. Эти два электрода изолированы друг от друга, однако и тот и другой при этом контактируют с раствором, для измерения. Данный зонд функционирует с использованием переменного напряжения на определенной частоте между парой электродов, находящихся в растворе.

Двухэлектродные зонды не требуют большого объёма образца, чтобы полностью покрыть датчики, однако измерительный диапазон таких электродов ограничен. Также если вы тестируете образцы, обладающие переменной электропроводимостью, вам вероятнее всего придётся приобрести более одного двухэлектродного зонда и/или измерительного прибора.

 

Потенциометрический зонд

Данный измерительный датчик представляет собой четырёхкольцовый зонд, который использует для анализа сред потенциометрический подход. В «кольцо» входят два внешних «приводных» и два внутренних электрода. На внешние электроды подаётся переменный ток для индукции тока через раствор. В свою очередь, внутренняя пара электродов измеряет падение потенциала, вызванное наличием тока. Четырёхдиапазонные зонды могут покрывать более широкий измерительный диапазон (концентрацию ионов) и демонстрируют более высокую степень точности, в сравнении с амперометрическим методом исследования. Однако зонд такого типа потребует большего количества измеряемого вещества.

 

По материалам Brown, M. (октябрь, 2015). Гальваника: о чём должен знать каждый инженер

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — это… Что такое ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ?



ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, способность проводить электричество. По своей способности проводить электрический ток все тела делятся на две группы—проводники первого и второго рода. Проводники 1-го рода, представленные металлами и потому называемые также металлическими проводниками, обладают электронной проводимостью: перенос электричества совершается у них путем перемещения свободных электронов. Напротив, у проводников 2-го рода электроны могут перемещаться только совместно с материальными частицами, в виде ионов. Лучшим примером такой ионной проводимости могут служить растворы электролитов. В случае газов Э. точно так же обусловлена газовыми ионами—атомами или молекулами газа, несущими положительные или отрицательные заряды. Независимо от типа проводимости Э. количественно характеризуется величиной сопротивления, оказываемого проводником электрическому току: Э. представляет величину, обратную электрическому сопротивлению. Так как сопротивление выражается в омах, то Э. выражают в «обратных омах». Э. прямо пропорциональна площади поперечного сечения проводника и обратно пропорциональна его длине. Э. проводника, длина к-рого равна 1 см, а поперечное сечение—1 см^г, называется удельной электропроводностью (х). Измерение Э. сводится к измерению электрического сопротивления. Оно производится при помощи мостика У итстона. Принцип его устройства заключается в том, что ток (от элемента), проходящий через систему проводников, разветвляется: одна часть его идет через исследуемое сопротивление и реостат, другая—через проволоку, натянутую на измерительную линейку (реохорд). Проволочный «мостик» включен одним своим концом менаду исследуемым сопротивлением и реостатом; второй его конец присоединен к подвижному контакту, скользящему по линейке реохорда. Передвигая этот контакт (а также варьируя сопротивление), находят такое его положение, при к-ром через мостик совершенно не проходит ток, и следовательно электрические потенциалы на обоих концах мостика имеют одинаковое значение. Очевидно в этот момент измеряемое сопротивление w так относится к известному сопротивлению W, как сопротивление обеих, разделенных подвижным контактом частей реохорда: w — — W омов. о Э. в таком случае равна *= —обратных омов. При измерении сопротивления и Э. растворов электролитов пользуются переменным током, т. к. при пропускании постоянного тока явлрния поляризации на электродах создали бы добавочное (поляризационное) сопротивление. Для обнаружения наличия или отсутствия тока в мостике в него включают гальванометр в случае постоянного тока или же телефон—в случае тока переменного. Среди металлов очень хорошими проводниками тока являются медь и серебро, имеющие приблизительно одинаковую Э. Меньшую Э. имеет платина и еще значительно ниже она у ртути. Выраженная в обратных омах удельная Э. имеет для этих металлов следующее значение: медь—5,8-10⁵,серебро—6,1-10⁵, платина—9,1-10*, ртуть—1,0-10⁴. Э. металлов повышается с t°; впрочем для нек-рых сплавов температурный коеф. Э. практически равен нулю. К таким спла- вам принадлежит константан (60 ч. меди, 40 ч, никеля), к-рым поэтому пользуются для приготовления стандартных, независимых от t° сопротивлений. В случае газов их нейтральные молекулы не проводят тока, а Э. зависит исключительно от ионизации газа, причем последняя вызывается внешними воздействиями. Напротив, в случае растворов образование ионов происходит путем .диссоциации электролита, причем степень диссоциации однозначно определяется свойствами самого раствора (природой раст’ ворителя, составом и концентрацией растворенного электролита). Э. раствора электролита зависит от концентрации ионов в растворе и от их подвижности. Концентрация ионов в свою очередь определяется общей концентрацией растворенного электролита и степенью его диссоциации. Как известно, степень электролитической диссоциации возрастает по мере уменьшения концентрации, приближаясь в пределе к единице (т. е. к полной диссоциации). Деля удельную Э. на молярную концентрацию, можно относить ее всегда к одному и тому же (именно к г-молекулярному) количеству электролита; эта величина называется молярной электропроводностью. По мере понижения концентрации молярная Э. возрастает, постепенно приближаясь к нек-рой постоянной величине—т. н. предельной молярной Э. Эта последняя величина, будучи независимой как от концентрации электролита (молярная концентрация), так и от степени его диссоциации (полная диссоциация), должна очевидно всецело определяться подвижностью ионов электролита. Действительно, Кольрауш(КоЫгаизсЬ) показал, что предельная молярная Э. является аддитивным свойством электролита, слагающимся из электролитической подвижности его аниона и катиона. Согласно классическим представлениям Арре-ниуса и Кольрауша, подвижность каждого иона представляет характерную для него величину, независимую от концентрации (при постоянной t°). Уменьшение молярной Э. при повышении концентрации должно зависеть исключительно от уменьшения степени диссоциации, вследствие чего последняя может быть в точности определена путем измерения Э. Напротив, современная теория активности показала, что подвижность иона зависит от межионных электростатических полей, вследствие чего она должна уменьшаться по мере повышения общей ионной концентрации (см. Диссоциация электролитическая, Раствори). В результате этого молярная Э. должна уменьшаться с повышением концентрации даже в тех случаях, когда степень диссоциации электролита не подвергается заметным изменениям (сильные электролиты). Что касается влияния t°, то оно обусловлено тем,^: что при повышении t° вязкость раствора уменьшается, и соответственно повышается как скорость движения ионов, так и Э. раствора Лит.:’ К oh 1 га u sch Г. и. Holborn L., Dai LeitvermSgen der Elektrolyte, Lpz., 1916. См. также лит. к ст. Диссоциация электролитическая. Д. Рубпвттеш.

Большая медицинская энциклопедия. 1970.

Синонимы:

• ЭЛЕКТРООСМОС
• ЭЛЕКТРОПУННТУРА

Смотреть что такое «ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ» в других словарях:

• электропроводность — электропроводность …   Орфографический словарь-справочник

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (s), Величина, характеризующая способность веществ проводить электрический ток. Определяется наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электронов, ионов и др. Измеряется в (Ом?м) 1. Величина 1/s называется удельным… …   Современная энциклопедия

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (электрическая проводимость, проводимость), способность тела пропускать электрич. ток под воздействием электрич. поля, а также физ. величина, количественно характеризующая эту способность. Проводники всегда содержат свободные (или квазисвободные) …   Физическая энциклопедия

• Электропроводность — (s), величина, характеризующая способность веществ проводить электрический ток. Определяется наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электронов, ионов и др. Измеряется в (Ом´м) 1. Величина 1/s называется удельным… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (проводимость) способность веществ проводить электрический ток, обусловленная наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электроионов, ионов и др., а также физическая Величина (v), количественно характеризующая эту способность …   Большой Энциклопедический словарь

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, электропроводности, мн. нет, жен. (физ.). Способность проводить, пропускать электричество. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, и, ж. Способность тела проводить электрический ток. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

• электропроводность — сущ., кол во синонимов: 1 • проводность (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

• ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — свойство вещества переносить электрические заряды (в г. п., м лах) под действием внешнего электрического поля. Удельная Э. величина, обратная сопротивлению электрическому удельному. Единицей измерения удельной Э. в СГС служит Мом/см; в СИ… …   Геологическая энциклопедия

• Электропроводность — свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением… …   Официальная терминология

Лаборатория МГУ. Сделать анализ воды. Методы исследования и показатели качества. Исследование качества воды и почвы в Москве

Синонимы: проводимость, электрическая проводимость, удельная электрическая проводимость.

Описание: параметр, характеризующий способность воды проводить электрический ток, который опосредованно показывает содержание в воде электролитов, т.е. растворенных солей — косвенный показатель минерализации водных растворов. Измеряется в мкСм (микросименс) на см. Сименс — обратная величина по отношению к ому, поэтому электропроводность можно рассчитать, исходя из показателя удельного сопротивления, и наоборот.

Электропроводность очень приблизительно характеризует минерализацию воды и не даёт никакой информации о компонентном составе. Распространённые приборы «солемеры», которые переводят показатель электропроводности в минерализацию или жёсткость, обладают крайне низкой точностью, поэтому не стоит полагаться на результаты таких измерений. Жёсткость, минерализация и другие параметры должны определяться методами количественного химического анализа по специальным методикам.

Методы определения: кондуктометрия.

Методики, используемые в Испытательном центре МГУ для определения электропроводности растворов

Нормативный документ на методику	Метод определения	Оборудование
Вода
РД 52.24.495-2005	кондуктометрия	Hanna Instruments 98304
Почва
ГОСТ 26423-85	кондуктометрия	Hanna Instruments 98304

Распространённость: все типы природных вод содержат в себе растворённые соли, и, таким образом, обладают электропроводностью, отличной от нуля. Это хорошо, поскольку естественная минерализация воды, которую мы используем для питья, поддерживает внутренние системы организма в нормальном состоянии. Наименьшей электропроводностью обладают дождевая и талая вода, наибольшей — морская вода и вода соляных озер.

Удельная электрическая проводимость некоторых типов вод

Природная среда	Электропроводность, мкСм/см
вода морская	30 000
земля влажная	100
вода дистиллированная	1

Нормирование

Электропроводность не нормируется в отечественных нормативных документах, хотя присутствует в документах Европейского Союза (предельное значение — 2 500 мкСм/см). Вместо электропроводности в Российской Федерации ограничивается минерализация. Мы добавили этот параметр в наши наборы, поскольку для эксплуатации некоторых бытовых приборов, таких как утюги, парогенераторы, очистители воздуха, стиральные машины, бойлеры требуется использовать воду определённого качества, которое характеризуется в том числе электропроводностью.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) кальция в различных водных объектах

Нормирование	ПДК, мг/л
Бутилированная вода первой категории СанПиН 2.1.4.1116-02	—
Бутилированная вода высшей категории СанПиН 2.1.4.1116-02	—
Вода систем централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01	—
Водные объекты рыбохозяйственного значения Приказ Минсельхоза РФ № 552	—
Объекты рекреационного водопользования СанПиН 2.1.5.980-00	—
Вода плавательных бассейнов СанПиН 2.1.2.1188-03	—
Сточные воды в бытовых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644	—
Сточные воды в ливневых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644	—

Польза и вред. Методы очистки воды

Поскольку электропроводность приблизительно отражает минерализацию, польза и вред этого параметра для организма, а также методы очистки воды аналогичным таковым у минерализации. В случае приборов использование воды со слишком низкой или высокой электропроводностью может привести к выходу прибора из строя, при этом гарантийные обязательства могут не распространяться на приборы, сломанные в результате использования воды с ненадлежащей электропроводностью.

Что такое электропроводность? (с изображением)

Электропроводность (EC) — это свойство, которое используется для описания того, насколько хорошо материалы позволяют электронам течь. Он определяется с помощью экспериментов и математических уравнений. Электропроводность обратно пропорциональна удельному сопротивлению, то есть чем выше проводимость, тем ниже удельное сопротивление. Проводник — это материал с высокой электропроводностью, а изолятор — это материал с высоким удельным электрическим сопротивлением. Оба свойства зависят от температуры и чистоты материалов.

Линии электропередач выполнены из токопроводящих материалов.

Температурная зависимость электропроводности имеет общий характер. Металл является проводником, и он имеет более низкую проводимость при более высоких температурах. Стекло является изолятором и показывает более высокую проводимость при более высоких температурах.

При очень высоких температурах проводники ведут себя как изоляторы, а изоляторы как проводники. Такое поведение диэлектриков и проводников объясняется моделью свободных электронов. В этой модели проводники ясно демонстрируют способность освобождать электроны, и когда применяется ток или электрическая сила, сила может легко протолкнуть лишние электроны.

Почва представляет собой смесь минералов, солей и органических материалов. Он имеет особую электропроводность, называемую электропроводностью почвы, которая измеряет количество соли в образце почвы, называемое ее засолением. С помощью этого процесса можно также измерить другие свойства почвы, где засоление достаточно низкое.Эти свойства связаны с влиянием чистоты на данные ЕС.

Данные

EC для образца почвы могут определить количество примесей в почве. Примеси почвы — вода, воздух и минералы. Каждая примесь по-разному влияет на данные, но опытный почвовед может определить эту информацию из собранных данных.Как правило, большее количество примесей снижает ЕС, за исключением минералов, которые увеличивают ЕС. Примеси также могут объяснить использование чистой меди в электропроводке.

Металлы часто состоят из сплавов, состоящих из двух или более элементов. Это бесполезно для проведения электричества.Металлы в сплавах — это не одни и те же элементы, и электроны не могут легко перемещаться между разными элементами. Чистые металлы, такие как медная проволока, обладают высокой электропроводностью. Это относится только к твердым металлам, потому что воздушные карманы могут снизить электрическую проводимость материалов.

Материалы, не являющиеся металлами, обычно являются хорошими изоляторами.Лучшие изоляторы — это материалы, в которых естественно есть воздушные карманы, например резина. Воздушные карманы похожи на примеси и нарушают поток электронов. Лучшими естественными изоляторами являются газы, например воздух. Современная химия освоила изоляторы, создав материалы с удельным сопротивлением в тысячи раз больше, чем воздух.

.

Что такое проводимость и как ее измеряют?

• optek
• Продукты
  • Мутность (высокий диапазон) Мутность (низкий диапазон) Мутность (контроль мутности) Датчики мутности VIS / Датчики цвета VIS / цветные зонды УФ поглощение Специализированные системы Электропроводность и pH Технология одноразового использования Конвертеры

.

Основы электропроводности | mho siemens

Электропроводность и ее формулы часто используются в электротехнике и электронике в единицах сименса или mhos.

---

Учебное пособие по сопротивлению Включает:
Что такое сопротивление Закон Ома Удельное сопротивление Таблица удельного сопротивления для обычных материалов Температурный коэффициент сопротивления Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов Калькулятор параллельных резисторов

---

В отличие от сопротивления, которое измеряет сопротивление потоку электрического тока, электрическая проводимость или электропроводность является мерой того, как электрический ток движется внутри вещества.

Чем выше электропроводность материала, тем выше плотность тока для данной приложенной разности потенциалов.

Таким образом, можно увидеть, что электропроводность или электропроводность вещества является мерой его способности проводить электричество.

Электропроводность или электропроводность материала важна, потому что некоторые вещества должны проводить электричество как можно лучше. Проводники должны обеспечивать прохождение тока как можно проще.Другие материалы могут потребоваться для ограничения прохождения тока, как в случае резистора, а другие материалы могут потребоваться, чтобы не проводить электричество, как в случае изоляторов.

Основы электропроводности

Электропроводность — это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Чем выше значение проводимости, тем меньшее сопротивление оно оказывает прохождению электрического тока.

Значение электропроводности зависит от способности электронов или других носителей заряда, таких как дырки, перемещаться внутри решетки материала.

Материалы с высокой проводимостью, такие как медь, позволяют электронам свободно перемещаться внутри своей молекулярной решетки. Внутри решетки есть свободные электроны.

Материалы с низким уровнем проводимости или проводимости содержат очень мало свободных электронов в своей структуре. Электроны плотно удерживаются внутри молекулярной структуры и требуют значительного уровня энергии, чтобы вытащить их.

Единицы электропроводности: siemens и mho

Единицы измерения электропроводности — сименс на метр, S 900m ^-1 .

Сименс также раньше назывался mho — это величина, обратная ому, и это выводится путем обратного написания ома.

Электропроводность — величина, обратная сопротивлению, и один сименс равен одному сопротивлению, обратному величине.

Название «siemens» для единицы проводимости было принято 14-й Генеральной конференцией по мерам и весам в качестве производной единицы СИ в 1971 году. Она была названа в честь Эрнста Вернера фон Сименса.

Как и в случае любого названия Международной системы единиц СИ, которое образовано от имени собственного человека, первая буква его символа — заглавная, т.е.е. в этом случае буква «S» обозначает значение в сименсах, 10S. Когда полное название единицы СИ пишется на английском языке, оно всегда должно начинаться со строчной буквы, то есть в данном случае siemens. Исключение составляют случаи, когда любое слово пишется с заглавной буквы, как в случае начала предложения и т. Д.

Чаще всего используется символ в нижнем регистре греческой буквы сигма, σ, хотя иногда также используются каппа, & каппа, гамма и гамма.

Хотя единицы измерения проводимости в системе СИ используются наиболее широко, значения проводимости часто выражаются в виде процентного значения IACS.Международный стандарт отожженной меди (IACS) был установлен Международной электрохимической комиссией 1913 года.

Электропроводность отожженной меди (5,8001 x 107S / м) определена как 100% IACS при 20 ° C.

Все остальные значения проводимости связаны с этим значением проводимости. Это означает, что железо со значением проводимости 1,04 x 107 См / м имеет проводимость примерно 18% от проводимости отожженной меди, что составляет 18% IACS.

Поскольку с момента введения стандарта методы обработки металлов улучшились, некоторые современные изделия из меди в настоящее время часто имеют значения проводимости IACS выше 100% IACS, поскольку теперь из металла можно удалить больше примесей.

Формулы электропроводности

Удельное сопротивление и проводимость взаимосвязаны. Электропроводность обратно пропорциональна удельному сопротивлению. Соответственно, одно легко выразить через другое.

Где:
σ — удельное сопротивление материала в сименсах на метр, См ^-1
ρ — удельное сопротивление материала в Ом-метрах, Ом · м

Затем его можно подставить в формулу для удельного сопротивления, чтобы получить следующую зависимость.

Где:
σ — проводимость материала в сименсах на метр, S⋅m ^-1
E — величина электрического поля в вольтах на метр, V⋅m ^-1
J — величина плотность тока в амперах на квадратный метр, А⋅м ^-2

Часто необходимо связать проводимость с определенной длиной материала с постоянной площадью поперечного сечения.

Используя эту диаграмму, можно связать проводимость с сопротивлением, длиной и площадью поперечного сечения образца в приведенной ниже формуле для проводимости.

Где:
R — электрическое сопротивление однородного образца материала, измеренное в омах,
l — длина куска материала, измеренная в метрах, м
A — площадь поперечного сечения образца, измеренная в квадратных метрах, м ²

Используя эти формулы электропроводности, можно рассчитать электропроводность, зная сопротивление, длину и площадь поперечного сечения блока материала.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение ток Сопротивление Емкость Мощность Трансформеры RF шум Децибел, дБ Q, добротность
Вернуться в меню «Основные понятия».. .

.

Что такое ЕС? Электропроводность в гидропонике

EC означает электрическую проводимость, которая представляет собой способность любого материала проводить электричество. Хотя большинство производителей привыкли измерять количество корма, которое они дают, в унциях на галлон, граммах на литр или в каких-либо других единицах измерения, ЕС идет немного дальше этого. Для производителей важно хорошо понимать, что такое EC и почему это важно.

Питер Клаассен Исследование CANNA

Электропроводность

Измеритель ЕС измеряет потенциал для передачи электрического тока через воду .Это известно как молярная проводимость (электролитическая проводимость) и измеряется в сименсах (S). Электроны могут проходить через воду от одного набора электродов к другому не из-за самих молекул воды , а из-за растворенных в воде ионов . Именно эти ионы переносят электроны.

Точно так же концентрация ионов в воде также определяет количество электронов, которые могут перемещаться от одного электрода к другому: , чем выше концентрация ионов, тем больше поток электронов . Чистая вода — очень плохой проводник электричества, поэтому счетчик ЕС будет показывать 0,0 в дождевой воде, воде обратного осмоса или деминерализованной воде. С другой стороны, соленая морская вода — гораздо лучший проводник .

Когда мы добавляем питательные вещества (соли) в воду, мы увеличиваем молярный проводящий потенциал для тока через воду и, таким образом, увеличиваем значение ЕС (или CF = EC * 10). На все измерения проводимости напрямую влияет температура, и это необходимо учитывать при их проведении.

Единицы ЕС

Электропроводность может быть выражена в нескольких различных единицах, но обычно это сименс на квадратный метр на моль (См / м2 / моль) или миллисименс на сантиметр (мСм / см) . Единица измерения мСм / см обычно используется в Европе в качестве ориентира для определения концентрации питательных веществ в воде. В Северной Америке проводимость конвертируется в количество ионов в воде в частях на миллион (которые также можно преобразовать в единицы, включая мг / л и т. Д.). Это делается путем преобразования ЕС в значение на основе ионов, содержащихся в растворе.К счастью, существует фиксированный расчет отношения между всеми этими единицами, который приведен в таблице ниже.

Является ли значение ЕС питательным?

Вода, содержащая минеральные соли, имеет EC, но наличие только EC не обязательно указывает на то, что вода содержит питательные соли, которые помогают растениям. Водопроводная вода может содержать, например, натрия и хлорид , которые имеют значение ЕС, но не имеют пищевой ценности для растений.

Удобрение, конечно же, состоит из пищевых солей. Любая пищевая ценность, которую мы добавляем в воду, известна как EC + и должна быть добавлена ​​к остаточной EC воды. Вот как мы измеряем общую ЕС в нашем кормушке.

Пищевые соли — это твердые вещества, которые были извлечены из земли или высвобождены в процессе промышленного крекинга. Мы растворяем определенное количество солей (в граммах) в определенном объеме воды (в литрах), что означает, что мы также можем использовать граммы или литры для единицы EC.Хотя каждое удобрение имеет свою ценность удобрения, можно обобщить и сказать, что раствор с ЕС 1,0 мСм / см будет содержать до 1,0 грамма измеренных солей на 1 литр воды.

Производство высокого EC

Соль имеет свойство притягивать воду к себе, этот процесс известен как гидролиз . Горшок с солью, помещенный в подвал, снизит влажность воздуха , например, за счет притяжения воды из атмосферы. В растворе концентрация солей всегда будет пытаться выровняться между двумя областями с разными концентрациями — другими словами, вода переместится в область с более высокой концентрацией.Эта разница в концентрациях известна как градиент водного потенциала , и она также играет роль в нашем культивировании посредством процесса, известного как осмос .

Осмос представляет собой полупроницаемый барьер, который позволяет молекулам воды проходить через него, но ограничивает движение ионов или солей в растворе. Когда мы растворяем в воде многие питательные вещества (производя высокую ЕС), питательные соли притягивают к себе воду в субстрате. Это затрудняет извлечение корнями воды из субстрата.Таким образом, мы действительно можем создать условия, при которых корни больше не могут извлекать больше воды из субстрата, даже если субстрат насыщен. Это известно как получение субстрата « физиологически сухим ». В результате у растений больше не остается воды для охлаждения посредством испарения (испарения) , которое им необходимо при наличии тепла и света.

Несмотря на то, что этот эффект обычно называют «избыточным внесением удобрений », на самом деле он является результатом нехватки воды в растении со всеми его разрушительными последствиями.У срезанных цветов, таких как розы, или у черенков растений, более высокая EC в вазе или заглушке для черенка может буквально вытягивать воду из стеблей.

Соль обладает свойством притягивать молекулы воды. Когда вы добавляете соль в воду в правой половине трубки (тем самым увеличивая значение EC), молекулы соли будут притягивать молекулы воды с левой стороны, в которой меньше соли. Уровень воды на правой стороне поднимается до тех пор, пока значения ЕС (концентрации соли) на обеих сторонах снова не станут равными.

Мы можем увидеть этот осмотический процесс в действии U-образной трубки, если разделить две стороны проницаемой мембраной (такой как кусок стебля). Если мы теперь добавим немного соли к одной стороне трубки, уровень воды на этой стороне повысится, потому что вода с более низкой EC (более низкой концентрацией солей) будет притягиваться к ней (см. Рис. 1). Все это означает, что в самом начале процесса выращивания важно добавлять мало или совсем не добавлять питательных веществ.

Внутренний EC

После того, как растение получило питательный материал из кормового раствора, нам нужно попытаться как можно быстрее повысить осмотическую ценность растения (или его внутреннюю концентрацию солей).Поскольку объем растения увеличивается по мере роста и поглощения воды, осмотическая ценность падает. Соли внутри растения перераспределяются, и растение становится мягче и светлее. Это делает его очень чувствительным к обезвоживанию (увяданию), потому что вода может легко покидать растение.

Чем больше питание корням, тем больше будет их рост. Поскольку вода, которая используется для транспортировки питательных солей, испарилась, соли останутся в растении, повышая его внутреннюю ЕС (осмотическое значение).Это означает, что производитель может снова подвергнуть корни воздействию раствора с более высокой ЕС.

Построение ЕС

Благодаря достижению этой положительной спирали накопления ЕС в растении, растение также становится более способным поглощать и удерживать воду. Это означает, что вода не испаряется с растения слишком легко и не будет слишком быстро обезвоживаться. В таблице ниже показан пример растения, которое слишком быстро потеряло запасы воды.

Когда растения становятся слишком мягкими, интенсивность света необходимо уменьшить или сократить количество часов освещения, чтобы предотвратить их высыхание в конце дня. .Хотя ЭК играет важную роль в этой истории, это не единственный фактор, который имеет влияние. Общий климат вокруг завода влияет на процессы, частью которых является ЭК.

Потребности в питании

При создании внутреннего EC растения, а затем и субстрата, важно учитывать потребности роста растения. Этот спрос контролируется ассимиляцией . Чем больше растет растение, тем больше ему требуется питания. .Эти питательные вещества частично заперты в растении и превращаются в аминокислоты, масла, жиры и т. Д., Но некоторые соли питательных веществ также остаются в соке растения и определяют внутреннюю ЭК растения. Калий — один из важнейших элементов питания для этого.

После того, как растение завершило фазу вегетативного роста, оно все еще может поглощать много калия из-за его внутренней осмотической ценности и яичников. Яичники — это не оплодотворенное «семя». Однако этому возрастающему уровню поглощения приходит конец.Примерно через 60% цикла выращивания растение получит достаточно питательных веществ из субстрата. Теперь для производителей начинается игра между запасом питательных веществ и внесенной ЭК.

EC запас в банке

Чтобы понять эту игру, мы можем использовать принцип «ведра».

Вода в субстрате испаряется, а соли — нет. поэтому в последние недели роста вам следует — в большинстве случаев — прекратить подкармливать растение и добавить только воду. Потому что, если в субстрате недостаточно воды, значение ЕС (концентрация соли) может резко возрасти.

Пример:

У нас есть ведро с 10 литрами раствора удобрений с ЕС 2 мСм / см.
Это означает, что ведро содержит 20 граммов пищевых солей (питательный бульон). (2,0 г / л Х 10 литров). Если 9 литров воды испаряется, остается 1 литр воды с ЕС 20 (ЕС = 20 граммов соли на 1 литр воды). В действительности такой крайний пример не может иметь место, и при выращивании в почве существует дополнительный процесс буферизации, который до некоторой степени связывает питательные соли с частицами органического субстрата, но принцип все еще действует.Добавление 9 литров воды вернет ЕС к 2 мСм / см. Таким образом, если нам нужно поддерживать EC от 2 до 4 мСм / см, мы должны пополнить воду после удаления 5 литров (4 г / л x 5 литров = 20 г, EC = 4 мСм / см).

Если в ведре находится растение и оно впитало 5 граммов солей из раствора, мы можем долить это количество при добавлении воды, чтобы поддерживать 2,0 ЕС. Если требуется долить, например, 5 литров воды, мы должны добавить 5 граммов солей, или, короче говоря: доза воды 5 литров с EC = 1.0 (гр / л) или мСм / см. Цель здесь и в культивировании — поддерживать постоянное значение EC в ковше.

Это основная предпосылка внесения удобрений. Мы стараемся поддерживать определенный уровень плодородия в контейнере, который гарантирует, что растение получит достаточное количество питательных элементов. В общем, в финальном периоде мы должны снизить ЕС. С системой, которая может быть осушена, мы можем уменьшить запас питательных веществ самостоятельно, промывая ее раствором с более низким EC.Основание в дренируемых системах исправить намного легче. В системах без дренажа запас питательных веществ можно только увеличивать, и он постоянно пополняется с последовательными внесениями кормов. Рано или поздно этот питательный запас достигнет уровня, который замедляется, затем прекращает способность растения впитывать воду, а затем фактически заставляет воду выходить из тканей растения, обращая весь процесс вспять.

Сводка

Помимо измерения количества удобрений, вносимых в растения, EC также является механизмом климат-контроля, связанным с водопоглощением .

Растения должны начинать расти с низким значением ЕС, а затем его нужно наращивать как можно быстрее, чтобы обеспечить потребности растения в питательных веществах, а также повысить внутреннюю осмотическую ценность для создания более сильного растения.

Растение почти не требует дополнительных подкормок в последние недели выращивания. . Мы продолжаем обеспечивать питание только для того, чтобы поддерживать запас питательных веществ в горшке и поддерживать стабильный уровень ЭК. Обычно это приводит к снижению ЕС или даже к еженедельной промывке (выщелачиванию).

.