Tenperaturak eragina al du eroankortasun elektriko eta termikoan?

Elektrikoaeroankortasunabaigisa dagooinarrizko parametroafisikan, kimikan eta ingeniaritza modernoan, hainbat arlotan ondorio garrantzitsuak dituena,bolumen handiko fabrikaziotik hasi eta mikroelektronika ultra-zehatzeraino. Bere garrantzia funtsezkoa sistema elektriko eta termiko ugarien errendimenduarekin, eraginkortasunarekin eta fidagarritasunarekin duen korrelazio zuzenetik dator.

Azalpen zehatz honek gida osoa eskaintzen du bien arteko harreman korapilatsua ulertzekoeroankortasun elektrikoa (σ), eroankortasun termikoa(κ), eta tenperatura (T)Gainera, sistematikoki aztertuko ditugu hainbat material klaseren eroankortasun-portaerak, ohiko eroaleetatik hasi eta erdieroale eta isolatzaile espezializatuetaraino, hala nola zilarra, urrea, kobrea, burdina, disoluzioak eta kautxua, ezagutza teorikoaren eta benetako industria-aplikazioen arteko aldea txikitzen dutenak.

Irakurketa hau amaitutakoan, ulermen sendo eta ñabarduraduna izango duzu-renhautenperaturaren, eroankortasunaren eta beroaren arteko erlazioa.

Edukien taula:

1. Tenperaturak eragina al du eroankortasun elektrikoan?

2. Tenperaturak eragina al du eroankortasun termikoan?

3. Eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren arteko erlazioa

4. Eroankortasuna vs kloruroa: desberdintasun nagusiak

I. Tenperaturak eragina al du eroankortasun elektrikoan?

“Tenperaturak eroankortasunean eragiten al du?” galderari behin betiko erantzuna ematen zaio: Bai.Tenperaturak eragin kritikoa du, materialaren araberakoa, bai eroankortasun elektrikoan, bai eroankortasun termikoan.Potentzia-transmisiotik sentsoreen funtzionamendurainoko ingeniaritza-aplikazio kritikoetan, tenperaturaren eta eroankortasun-erlazioak zehazten ditu osagaien errendimendua, eraginkortasun-marjinak eta funtzionamendu-segurtasuna.

Nola eragiten du tenperaturak eroankortasunean?

Tenperaturak eroankortasuna aldatzen du aldatuzzein errazKarga-eramaileak, hala nola elektroiak edo ioiak, edo beroa material batetik mugitzen dira. Efektua desberdina da material mota bakoitzarentzat. Hona hemen zehazki nola funtzionatzen duen, argi azaltzen den bezala:

1.Metalak: eroankortasuna gutxitzen da tenperatura igotzen den heinean

Metal guztiek tenperatura normaletan erraz ibiltzen diren elektroi askeen bidez eroaten dute. Berotzean, metalaren atomoek intentsitate handiagoz bibratzen dute. Bibrazio hauek oztopo gisa jokatzen dute, elektroiak sakabanatuz eta haien fluxua motelduz.

Zehazki, eroankortasun elektrikoa eta termikoa etengabe jaisten dira tenperatura igotzen den heinean. Giro-tenperaturatik gertu, eroankortasuna normalean jaisten da~% 0,4 1 °C-ko igoera bakoitzeko.Aldiz,80 °C-ko igoera gertatzen denean,metalak galtzen dituzte%25–30haien jatorrizko eroankortasunagatik.

Printzipio hau oso zabalduta dago industria-prozesamenduan; adibidez, ingurune beroek kableatuetako korronte-ahalmen segurua murrizten dute eta hozte-sistemetan bero-xahutzea gutxitzen dute.

2. Erdieroaleetan: eroankortasuna tenperaturarekin handitzen da

Erdieroaleak materialaren egituran estuki lotutako elektroiekin hasten dira. Tenperatura baxuetan, gutxi batzuk mugi daitezke korrontea garraiatzeko.Tenperatura igotzen den heinean, beroak elektroiei askatzeko eta isurtzeko nahikoa energia ematen die. Zenbat eta beroago egon, orduan eta karga-eramaile gehiago egongo dira eskuragarri,eroankortasuna asko handituz.

Termino intuitiboagoetan esanda, cEroankortasuna nabarmen igotzen da, askotan 10-15 °C-ko tarte tipikoetan bikoiztuz.Honek errendimendua hobetzen du bero moderatuan, baina arazoak sor ditzake beroegia egiten badu (gehiegizko isuria); adibidez, ordenagailua huts egin dezake erdieroale batekin eraikitako txipa tenperatura altuan berotzen bada.

3. Elektrolitoetan (baterietako likidoak edo gelak): eroankortasuna hobetzen da beroarekin

Batzuek galdetzen dute tenperaturak nola eragiten dion eroankortasun elektrikoaren soluzioari, eta hona hemen atal hau. Elektrolitoek ioiak eroaten dituzte soluzio batean zehar mugitzen diren bitartean, hotzak likidoak loditu eta geldoago bihurtzen dituen bitartean, ioien mugimendua motelduz. Tenperatura igotzen den heinean, likidoa likatsuagoa bihurtzen da, beraz, ioiak azkarrago barreiatzen dira eta karga eraginkorrago eramaten dute.

Guztira, eroankortasuna % 2-3 handitzen da 1 °C bakoitzeko, dena bere mugara iristen den bitartean. Tenperatura 40 °C baino gehiago igotzen denean, eroankortasuna ~ % 30 jaisten da.

Printzipio hau benetako munduan aurki dezakezu, baterien moduko sistemek azkarrago kargatzen baitute beroan, baina gehiegi berotzen badira kalteak izateko arriskua baitute.

II. Tenperaturak eragina al du eroankortasun termikoan?

Eroankortasun termikoa, beroa material batean zehar zein erraz mugitzen den neurtzen duenak, normalean gutxitzen da tenperatura igotzen den heinean solido gehienetan, nahiz eta portaera aldatu egiten den materialaren egituraren eta beroa garraiatzeko moduaren arabera.

Metaletan, beroa batez ere elektroi askeen bidez igarotzen da. Tenperatura igotzen den heinean, atomoek indar handiagoz bibratzen dute, elektroi horiek sakabanatuz eta haien bidea etenez, eta horrek materialak beroa eraginkortasunez transferitzeko duen gaitasuna murrizten du.

Kristalezko isolatzaileetan, beroa fonoi izeneko bibrazio atomikoen bidez bidaiatzen da. Tenperatura altuagoek bibrazio horiek areagotzen dituzte, eta horrek atomoen arteko talka maizago eta eroankortasun termikoaren jaitsiera nabarmena eragiten du.

Gasetan, ordea, kontrakoa gertatzen da. Tenperatura igotzen den heinean, molekulak azkarrago mugitzen dira eta maizago talka egiten dute, talken artean energia eraginkorrago transferituz; beraz, eroankortasun termikoa handitzen da.

Polimeroetan eta likidoetan, hobekuntza txiki bat ohikoa da tenperatura igotzean. Baldintza beroagoek molekula-kateak libreago mugitzea ahalbidetzen dute eta biskositatea murrizten dute, beroak materiala erraztuz igarotzea eraginez.

III. Eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren arteko erlazioa

Ba al dago korrelaziorik eroankortasun termikoaren eta eroankortasun elektrikoaren artean? Galdera honi buruz hausnartuko duzu agian. Egia esan, lotura sendoa dago eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren artean, baina lotura horrek zentzua material mota batzuetarako bakarrik du, metaletarako adibidez.

1. Eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren arteko erlazio estua

Metal puruetarako (kobrea, zilarra eta urrea bezala), arau sinple bat aplikatzen da:Material bat elektrizitatea oso ona bada eroateko, oso ona da beroa ere eroateko.Printzipio hau elektroien partekatze fenomenoan oinarritzen da.

Metaletan, elektrizitatea eta beroa batez ere partikula berberek garraiatzen dituzte: elektroi askeak. Horregatik, eroankortasun elektriko handiak eroankortasun termiko handia dakar kasu batzuetan.

-rakohauelektrikoafluxua,tentsio bat aplikatzen denean, elektroi aske hauek norabide bakarrean mugitzen dira, karga elektrikoa eramanez.

Noiz denhauberoafluxuametalaren mutur bat bero dago eta bestea hotz, eta elektroi aske berberak azkarrago mugitzen dira eskualde beroan eta elektroi motelagoekin talka egiten dute, energia (beroa) azkar transferituz eskualde hotzera.

Mekanismo partekatu honek esan nahi du metal batek elektroi mugikor asko baditu (eroale elektriko bikaina bihurtzen duena), elektroi horiek "bero-eramaile" eraginkor gisa ere jokatzen dutela, eta hori formalki deskribatzen da honela:hauWiedemann-FranzZuzenbidea.

2. Eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren arteko erlazio ahula

Eroankortasun elektrikoaren eta termikoaren arteko erlazioa ahuldu egiten da karga eta beroa mekanismo desberdinen bidez garraiatzen diren materialetan.

IV. Eroankortasuna vs kloruroa: desberdintasun nagusiak

Eroankortasun elektrikoa eta kloruro-kontzentrazioa parametro garrantzitsuak diren arren,uraren kalitatearen analisia, funtsean propietate desberdinak neurtzen dituzte.

Eroankortasuna

Eroankortasuna disoluzio batek korronte elektrikoa transmititzeko duen gaitasunaren neurria da.t-k neurtzen dudisolbatutako ioi guztien kontzentrazio osoauretan, eta horrek karga positiboa duten ioiak (katioiak) eta karga negatiboa duten ioiak (anioiak) ditu.

Ioi guztiak, hala nola kloruroa (Cl^-), sodioa (Na⁺), kaltzioa (Ca²⁺), bikarbonatoak eta sulfatoak, m eroankortasun totalean laguntzen dutezentimetroko mikroSiemensetan (µS/cm) edo zentimetroko miliSiemensetan (mS/cm) neurtuta.

Eroankortasuna adierazle azkar eta orokorra da-renGuztiraSolido disolbatuak(TDS) eta uraren garbitasun edo gazitasun orokorra.

 Kloruroaren kontzentrazioa (Cl^-)

Kloruroaren kontzentrazioa disoluzioan dagoen kloruro anioiaren neurketa espezifikoa da soilik.Neurtzen dukloruro ioien masa soilik(Cl^-) daudenak, askotan sodio kloruroa (NaCl) edo kaltzio kloruroa (CaCl) bezalako gatzetatik eratorriak₂).

Neurketa hau metodo espezifikoak erabiliz egiten da, hala nola titrazioa (adibidez, metodo argentometrikoa) edo ioi-elektrodo selektiboak (ISE).miligramoetan litroko (mg/L) edo milioiko zatietan (ppm).

Kloruro mailak funtsezkoak dira industria-sistemetan (galdarak edo hozte-dorreak bezala) korrosiorako potentziala ebaluatzeko eta edateko uraren horniduretan gazitasun-sartzea kontrolatzeko.

Laburbilduz, kloruroak eroankortasunean laguntzen du, baina eroankortasuna ez da kloruroarentzat espezifikoa.Kloruroaren kontzentrazioa handitzen bada, eroankortasun osoa handituko da.Hala ere, eroankortasun osoa handitzen bada, kloruro, sulfato, sodio edo beste ioien konbinazio baten igoeraren ondorioz izan liteke.

Beraz, eroankortasuna tresna erabilgarria da bahetzeko (adibidez, eroankortasuna baxua bada, kloruroa ziurrenik baxua izango da), baina kloruroa korrosiorako edo arautze-helburuetarako bereziki kontrolatzeko, proba kimiko zehatz bat erabili behar da.