Vad är elektrisk konduktivitet?

Elektrisk konduktivitet (EC) är en egenskap som används för att beskriva hur väl material tillåter elektroner att flyta. Det bestäms med hjälp av experiment och matematikekvationer. Konduktivitet är det ömsesidiga motståndet, vilket betyder att ju högre konduktiviteten är, desto lägre är resistiviteten. En ledare är ett material som har en hög elektrisk ledningsförmåga, och en isolator är ett material som har en hög elektrisk resistivitet. Båda egenskaperna beror på materialens temperatur och renhet.

Temperaturberoende av elektrisk konduktivitet följer ett allmänt mönster. Metall är en ledare och har lägre konduktivitet vid högre temperaturer. Glas är en isolator och visar högre konduktivitet vid högre temperaturer.

Vid mycket höga temperaturer uppför sig ledare som isolatorer och isolatorer uppför sig som ledare. Detta beteende hos isolatorer och ledare förklaras av den fria elektronmodellen. I denna modell visar ledare tydligt förmågan att frigöra elektroner, och när en ström eller elektrisk kraft appliceras kan kraften enkelt skjuta runt de extra elektronerna.

Jord är en blandning av mineraler, salter och organiska material. Den har en speciell elektrisk ledningsförmåga som kallas jordelektrisk konduktivitet, som mäter mängden salt som finns i ett jordprov, vilket kallas dess salthalt. Processen kan också mäta andra markegenskaper där salthalten är tillräckligt låg. Dessa egenskaper är relaterade till det inflytande som renheten har på EG-data.

EG-data för ett markprov kan bestämma hur mycket orenhet som finns i jorden. Jordföroreningar är vatten, luft och mineraler. Varje förorening påverkar uppgifterna annorlunda, men en praktiserad jordforskare kan bestämma denna information från de insamlade uppgifterna. I allmänhet sänker fler föroreningar EG, med undantag av mineraler som ökar EG. Föroreningar kan också förklara användningen av ren koppar i elektriska ledningar.

Metaller är ofta tillverkade av legeringar, en blandning av två eller flera element. Detta är inte användbart för ledning av el. Metallerna i legeringarna är inte samma element och elektroner kan inte flyta lätt mellan olika element. Rena metaller, såsom koppartråd, har hög elektrisk ledningsförmåga. Detta gäller endast fastmetaller eftersom luftfickor kan sänka materialens elektriska konduktivitet.

Material som inte är metaller gör vanligtvis bra isolatorer. De bästa isolatorerna är material som naturligt har luftfickor i sig, till exempel gummi. Luftfickorna är som föroreningar och stör flödet av elektroner. Gaser, till exempel luft, är de bästa naturliga isolatorerna. Modern kemi har behärskat isolatorer och skapat material som har tusentals gånger mer resistivitet än luft.