Elektriksel İletkenlik Nedir?

Elektriksel iletkenlik (EC), malzemelerin elektronların nasıl akmasına izin verdiğini iyi tanımlamak için kullanılan bir özelliktir. Deney ve matematik denklemleri kullanılarak belirlenir. İletkenlik, dirençliliğin karşılığıdır, yani iletkenlik arttıkça dirençlilik de düşer. Bir iletken, yüksek bir elektrik iletkenliğine sahip bir malzemedir ve bir yalıtkan, yüksek bir elektrik direncine sahip bir malzemedir. Her iki özellik de malzemelerin sıcaklığına ve saflığına bağlıdır.

Elektrik iletkenliğinin sıcaklığa bağlılığı genel bir patern izler. Metal bir iletkendir ve daha yüksek sıcaklıklarda daha düşük iletkenliğe sahiptir. Cam bir yalıtkandır ve daha yüksek sıcaklıklarda daha yüksek iletkenlik gösterir.

Çok yüksek sıcaklıklarda, iletkenler yalıtkan gibi davranır ve yalıtkanlar iletken gibi davranır. İzolatör ve iletkenlerin bu davranışı, serbest elektron modeli ile açıklanmaktadır. Bu modelde, iletkenler elektronları serbest bırakma kabiliyetini açıkça göstermektedir ve bir akım veya elektrik kuvveti uygulandığında, kuvvet ekstra elektronların etrafında kolayca itilebilir.

Toprak bir mineral, tuz ve organik madde karışımıdır. Tuzluluk olarak adlandırılan bir toprak örneğindeki tuz miktarını ölçen, toprak elektrik iletkenliği adı verilen özel bir elektrik iletkenliğine sahiptir. İşlem ayrıca tuzluluğun yeterince düşük olduğu diğer toprak özelliklerini de ölçebilir. Bu özellikler, saflığın EC verileri üzerindeki etkisiyle ilgilidir.

Bir toprak numunesinin EC verileri toprakta ne kadar safsızlık olduğunu belirleyebilir. Topraktaki kirlilikler su, hava ve minerallerdir. Her safsızlık verileri farklı şekilde etkiler, ancak uygulamalı bir toprak bilimcisi bu bilgiyi toplanan verilerden belirleyebilir. Genel olarak, daha fazla safsızlık, EC'yi artıran mineraller hariç, EC'yi düşürür. Safsızlıklar ayrıca saf bakırın elektrik kablolarında kullanılmasını da açıklayabilir.

Metaller genellikle iki veya daha fazla elementin bir karışımı olan alaşımlardan yapılır. Bu elektrik iletmek için kullanışlı değildir. Alaşımlardaki metaller aynı elemanlar değildir ve elektronlar farklı elemanlar arasında kolayca akamazlar. Bakır tel gibi saf metaller, yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir. Bu sadece katı metaller için geçerlidir, çünkü hava cepleri malzemelerin elektrik iletkenliğini düşürebilir.

Metal olmayan malzemeler genellikle iyi yalıtkanlar yapar. En iyi yalıtkanlar, içlerinde kauçuk gibi doğal olarak hava cepleri bulunan malzemelerdir. Hava cepleri yabancı maddeler gibidir ve elektronların akışını bozar. Hava gibi gazlar en iyi doğal yalıtkandır. Modern kimya, havadan binlerce kat daha fazla dirençli malzemeler yaratarak yalıtkanlarda ustalaşmıştır.