Qu'est-ce que la conductivité électrique?
La conductivité électrique (CE) est une propriété utilisée pour décrire dans quelle mesure les matériaux permettent aux électrons de circuler. Il est déterminé à l'aide d'expériences et d'équations mathématiques. La conductivité est l'inverse de la résistivité, ce qui signifie que plus la conductivité est élevée, plus la résistivité est faible. Un conducteur est un matériau à haute conductivité électrique et un isolant est un matériau à haute résistivité électrique. Les deux propriétés dépendent de la température et de la pureté des matériaux.
La dépendance de la conductivité électrique en fonction de la température suit un schéma général. Le métal est un conducteur et sa conductivité est faible à des températures élevées. Le verre est un isolant et présente une conductivité plus élevée à des températures plus élevées.
À des températures très élevées, les conducteurs se comportent comme des isolants et les isolants se comportent comme des conducteurs. Ce comportement des isolateurs et des conducteurs est expliqué par le modèle à électrons libres. Dans ce modèle, les conducteurs montrent clairement la capacité de libérer des électrons et, lorsqu'un courant ou une force électrique est appliqué, la force peut facilement se déplacer autour des électrons supplémentaires.
Le sol est un mélange de minéraux, de sels et de matières organiques. Il possède une conductivité électrique particulière appelée conductivité électrique du sol, qui mesure la quantité de sel présente dans un échantillon de sol, appelée sa salinité. Le processus peut également mesurer d'autres propriétés du sol où la salinité est suffisamment basse. Ces propriétés sont liées à l'influence de la pureté sur les données EC.
Les données EC d'un échantillon de sol peuvent déterminer la quantité d'impureté dans le sol. Les impuretés du sol sont l'eau, l'air et les minéraux. Chaque impureté influence les données différemment, mais un spécialiste des sciences du sol expérimenté peut déterminer ces informations à partir des données recueillies. En général, plus d'impuretés abaissent la CE, à l'exception des minéraux qui augmentent la CE. Les impuretés peuvent également expliquer l'utilisation de cuivre pur dans le câblage électrique.
Les métaux sont souvent constitués d'alliages, d'un mélange de deux ou plusieurs éléments. Ce n'est pas utile pour conduire l'électricité. Les métaux dans les alliages ne sont pas les mêmes éléments et les électrons ne peuvent pas circuler facilement entre différents éléments. Les métaux purs, tels que les fils de cuivre, ont une conductivité électrique élevée. Ceci ne concerne que les métaux solides car les poches d'air peuvent réduire la conductivité électrique des matériaux.
Les matériaux qui ne sont pas des métaux sont généralement de bons isolants. Les meilleurs isolants sont des matériaux contenant naturellement des poches d’air, comme le caoutchouc. Les poches d'air sont comme des impuretés et perturbent le flux d'électrons. Les gaz, tels que l'air, sont les meilleurs isolants naturels. La chimie moderne a maîtrisé les isolants, créant des matériaux qui ont des résistances des milliers de fois plus élevées que l'air.