Таблица электропроводности: Таблицы электропроводности растворов — Справочник химика 21

Содержание

Таблица удельного электросопротивления медных проводников

Одним из самых распространённых металлов для изготовления проводов является медь. Её электросопротивление минимальное из доступных по цене металлов. Оно меньше только у драгоценных металлов (серебра и золота) и зависит от разных факторов.

Формула вычисления сопротивления проводника

Что такое электрический ток

На разных полюсах аккумулятора или другого источника тока есть разноимённые носители электрического заряда. Если их соединить с проводником, носители заряда начинают движение от одного полюса источника напряжения к другому. Этими носителями в жидкости являются ионы, а в металлах – свободные электроны.

Определение. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление – это величина, определяющая электросопротивление эталонного образца материала. Для обозначения этой величины используется греческая буква «р». Формула для расчета:

p=(R*S)/

l.

Эта величина измеряется в Ом*м. Найти её можно в справочниках, в таблицах удельного сопротивления или в сети интернет.

Свободные электроны по металлу двигаются внутри кристаллической решётки. На сопротивление этому движению и удельное сопротивление проводника влияют три фактора:

  • Материал. У разных металлов различная плотность атомов и количество свободных электронов;
  • Примеси. В чистых металлах кристаллическая решётка более упорядоченная, поэтому сопротивление ниже, чем в сплавах;
  • Температура. Атомы не находятся на своих местах неподвижно, а колеблются. Чем выше температура, тем больше амплитуда колебаний, создающая помехи движению электронов, и выше сопротивление.

На следующем рисунке можно увидеть таблицу удельного сопротивления металлов.

Удельное сопротивление металлов

Интересно. Есть сплавы, электросопротивление которых падает при нагреве или не меняется.

Проводимость и электросопротивление

Так как размеры кабелей измеряются в метрах (длина) и мм² (сечение), то удельное электрическое сопротивление имеет размерность Ом·мм²/м.

Зная размеры кабеля, его сопротивление рассчитывается по формуле:

R=(p*l)/S.

Кроме электросопротивления, в некоторых формулах используется понятие «проводимость». Это величина, обратная сопротивлению. Обозначается она «g» и рассчитывается по формуле:

g=1/R.

Проводимость жидкостей

Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями зарядов в них являются ионы. Их количество и электропроводность растут при нагревании, поэтому мощность электродного котла растёт при нагреве от 20 до 100 градусов в несколько раз.

Интересно. Дистиллированная вода является изолятором. Проводимость ей придают растворенные примеси.

Электросопротивление проводов

Самые распространенные металлы для изготовления проводов – медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение проводов можно выбрать меньше. Кроме того, она прочнее, и из этого металла изготавливаются гибкие многожильные провода.

В следующей таблице показывается удельное электросопротивление металлов при 20 градусах. Для того чтобы определить его при других температурах, значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, различный для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или при помощи онлайн-калькулятора.

Сопротивление проводов

Выбор сечения кабеля

Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.

Выбор по допустимому нагреву

При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:

P=I²*R.

В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.

Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.

Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

Допустимые потери напряжения

Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:

U=I*R.

Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.

Поэтому, чем длиннее кабель, тем больше должно быть его сечение. Определить его можно по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от условий прокладки и материала изоляции.

В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.

Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

Электросопротивление других металлов

Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:

  • Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
  • Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
  • Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
  • Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
  • Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.

Видео

Оцените статью:

Таблица электропроводности различных сред | Эталон-Прибор

НаименованиеФормулаКонцентрация,
%
Температура,
°С
Электропроводность,
мкСм/см
2-этоксиэтанол  251,8
N-метилацетанид  400,07
Адипиновая кислотаHOOC(Ch3)COOH 251700,7; 0,2
Азотная кислотаHNO36,2
12,4
24,8
31,0
37,2
49,6
62,0
18312000
542000
768000
782000
755000
634000
490000
Ализарин  233

1,45

Алиловый спиртCh3•CHCh3OH 257,0
Алюминат натрия  257000
АммиакNh4 
0,10
0,40
0,80
1,60
4,01
8,03
16,15
30,5
-79
15
15
0,13
250
490
660
870
1100
1040
630
190
Анилин  250,024
Антрацен  2300,0003
Ацетальдегид
(уксусный альдегид)
Ch4CHO 151,7
Ацетамид (амид
уксусной кислоты)
Ch4CONh3 100≤ 43,0
Ацетат калияCh4COOK4,67
9,33
28
46,67
65,33
1534700
62500
126000
112000
47900
Ацетат натрияCh4COONa5
2032
1829500
65000
56900
АцетилхлоридCh4COCl 250,4
АцетонCh4COCh4 18
25
0,02
0,06
Ацетонитрил  20≤ 0,02
АцетофенонC6H5COCh4 250,006
Бензиловый эфир
бензойной кислоты
  25≤ 0,001
БензинаминC6H5Ch3Nh3 25≤0,0017
Бензойная кислота  1250,003
БензолC6H6 20

3,8•10-8

БензонитрилC6H5CN 250,02
Битумная эмульсия  309000
БромбензолC6H5Br 25≤ 1,2•10-5
Бромид кадмияCdBr20,03
0,08
0,15
0,51
1
5
10
20
30
43
18

 

230
470
840
2130
3570
10900
16400
23600
27300
26100
Бромид калияKBr5
10
20
30
36

15

 

 

47000
93000
191000
292000
351000
Бромид ртутиHgBr20,22
0,42
1816
26
Бромводородная кислотаHBr5
10
15
-80
15
0,008
191000
355000
494000
Бутановая (масляная)
кислота

C4H8O2

1,00
5,02
10,07
15,03
20,01
50,04
70,01
100,00
18

 

460
860
990
960
890
300
56
0,06
Бутанол-1Ch4-(Ch3)3-OH 250,009
Высокоочистная кислота  0,04
ГексанC6h2418≤ 10-6
Гидроксид барияBa(OH)21,25
2,5
1825000
48000
Гидроксид калияKOH4,2
8,4
16,8
25,2
33,6
42,0
15146000
272000
456000
540000
522000
421000
Гидроксид литияLiOH1,25
2,5
5,0
7,5
1878100
142000
240000
300000

Гидроксид алюминия

  25350000
Гидроксид натрияNaOH1
2
4
6
8
10
15
20
25
27,5
30
32,5
35
37,5
40
45
50
1846500
88700
163000
224000
273000
309000
349000
328000
272000
239000
207000
180000
156000
136000
121000
97700
82000
Глицерин  250,064
ДибромэтанBrh3CCh3Br 19≤ 0,0002
Диметилсульфат(Ch4)2SO4 00,16
Диметилформамид  250,06. ..0,2
Диоксид серыSO2 350,015
Диоксан  252...6•109
ДихлорэтанClh3CCh3Cl 250,03
ДицианCN2 ≤ 0,007
Диэтил карбонат(C2H5)2CO3 250,017
Диэтил оксалат  250,76
Диэтил сульфат(C2H5)SO4 250,26
Диэтиламин(C2H5)2NH -33,60,002
Диэтиловый эфир(C2H5)2O 25≤ 3,7•10-7
Изобутиловый спирт(Ch4)2CHCh3OH 25≤ 0,02
Иод  1100,00013
Иодид аммонияNh5I10
20
50
18

 

77200
160000
420000
Иодид кадмияCdI21
5
10
15
20
30
40
45
18

 

2120
6090
10400
14600
18600
25400
30300
31400
Иодид калияKI5
10
20
30
40
55
1833800
68000
146000
230000
317000
423000
Иодид литияLiI5
10
20
25
1829600
57300
109000
135000
Иодид натрияNaI5
10
20
40
1829800
58100
114000
21000

Иодоводород

HI515
BP
133000
0,20
Карбонат калияK2CO35
10
20
30
40
50
1556100
104000
181000
222000
217000
147000

Карбонат лития

Li2CO30,20
0,63
183430
8850
Карбонат натрияNa2CO35
10
15
1845100
70500
83600
Квасцы  259000
Керосин  25≤ 0,017
КислородO2 ≤ 10-7
Крезол  25≤ 0,017
Ксилол (диметилбензол)C6h5(Ch4)2 ≤ 10-9
Латекс  255000
Метил анилинC6h5(Ch4)Nh3 25≤ 2,0
МетилиодидCh4I 25≤ 0,02
Метиловый спирт (метанол)Ch4OH 250,002. ..0,007
Метиловый эфир
азотной кислоты
  254,5
Метиловый эфир
уксусной кислоты
Ch4CO2Ch4 253,4
МетилтиоцианатCh4SC-N 251,5
Моноэтиловый эфир
серной кислоты
C2H6HSO4 250,53

Муравьиная кислота

HCO2H4,94
9,55
20,34
29,83
39,95
50,02
70,06
89,02
100
185500
7560
9840
10400
9840
8640
5230
1870
280
НафталинC10H8 800,0004
Нитрат аммонияNh5NO35
10
30
50
1559000
112000
284000
363000
Нитрат барияBa(NO3)24,2
8,4
182100
35000

Нитрат кадмия

Cd(NO3)21
5
10
20
30
40
48
186940
28900
51300
82700
95600
90300
75500
Нитрат калияKNO35
10
15
20
22
1845400
83900
119000
151000
163000
Нитрат кальцияCa(NO3)26,25
12,5
25,0
37,5
50
1849000
80000
105000
88000
47000
Нитрат магнияMg(NO3)25
10
17
1843800
77000
11000
Нитрат медиCu(NO3)25
10
15
20
25
35
1536500
63500
85800
102000
109000
106000
Нитрат натрияNaNO35
10
20
30
1843600
78200
130000
161000
Нитрат свинцаPb(NO3)25
10
15
20
25
30
1519100
32200
42900
52100
60000
66800

Нитрат серебра

AgNO35
10
20
40
60
1826000
48000
87000
157000
210000
Нитрат стронция

Sr(NO3)2

5
10
15
20
25
35
1530900
52700
69000
80200
86600
86100
НитробензолC6H5NO2 250,0002. ..0,0004
НитрометанCh4NO2 250,22...0,66
НитротолуолC6h5(Ch4)NO2 25≤ 0,2
НонанC9h3O 25≤ 0,017
Оксалат калия (калиевая
соль щавелевой кислоты)
K2C2O45
10
1848800
91500
Оксид титанаTiO2 254000
Оксид цинкаZnO2 252000
Оленновая кислота  15≤ 0,0002
Ортофосфорная кислотаh4PO410
20
30
35
50
70
80
85
87
1556600
113000
165000
186000
207000
147000
97900
78000
70900
ПентанC5h22 19,5≤ 0,0002
Пентановая (валерьяновая)
кислота
C5h20O2 80≤ 4•10-7
ПиненC10h26 23≤ 0,0002
ПропанолC3H7OH 18
25
0,05
0,02
Пропанол-1  250,02
Пропанол-2  250,004
Пропилбромид  25≤ 0,02
ПропиональCh4-Ch3-COH 250,85
Пропионовая кислотаC2H5CO2H1,00
5,01
10,08
20,02
30,03
50,09
59,99
100,00
18
25
480
930
1110
1040
820
380
85
0,07
≤ 0,001
РтутьHg 010,6•109
СераS 115
130
440
10-6
≤ 0,00005
0,12
Серная кислотаh3SO45
10
15
20
25
30
35
40
50
60
65
70
75
80
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
99,4
18209000
392000
543000
653000
717000
739000
724000
680000
541000
373000
291000
216000
152000
111000
98500
99200
101000
103000
106000
108000
109000
110000
110000
107000
103000
94400
80000
8500
Сероводородh3S ВР0,00001
Силикат натрияNa2SiO3 25
25
25
26000
24000
14000
Синильная кислота  03,3
Соляная кислотаHCl5
10
20
30
40
15395000
630000
762000
662000
515000
Стеариновая кислотаCh4(Ch3)16COOH 80≤ 4•10-7
Сульфат аммония(Nh5)2SO45
10
20
30
31
1555200
101000
178000
229000
232000
Сульфат кадмияCdSO40,03
0,1
0,5
1
5
10
25
36
18274
692
2390
4160
24700
43000
42100
Сульфат калияK2SO45
10
1845800
86000
Сульфат литияLiSO45
10
1540000
61000
Сульфат магнияMgSO4

5
10
15
25

15

26300
414000
48000
41500

Сульфат медиCuSO4

2,5
5
10
15
17,5

18

10900
18900
32000
42100
45800 

Сульфат натрияNa2SO4

5
10
15

18

40900
68700
88600

Сульфат цинкаZnSO4

5
10
15
25
30

18

19100
32100
41500
48000
444000

Сульфид калияK2S

3,18
4,98
9,93
19,96
29,97
38,08
47,26

18

84500
128000
234000
402000
456000
411000
258000

Сульфид натрияNa2S

2,02
5,03
9,64
14,02
16,12
18,05

18

61200
132000
202000
240000
224000
218000

Тиоуксусная кислота  353,9
ТолуолC6H5Ch4 ≤ 10-8
Трибром метанCHBr3 25≤ 0,02
Трибромид мышьякаAsBr3 351,5
Триметиламин(Ch4)3N -33,50,00022
Трифторуксусная кислотаCF3COOH
 250,004. ..0,08
Трихлор метан
(хлороформ)
CHCl3 25≤ 0,0001
Трихлорид мышьякаAsCl3 251,2
Трихлоруксусная кислота  250,003
ТрихлорэтиленClCH-CCl2 25Измерение невозможно
Уксусная кислотаCh4CO2H

0,3
1
5
10
20
30
40
50
60
70
99,7

18

0
25

320
580
1230
1530
1610
1400
1080
740
460
240
0,04
0,005
0,001

Уксусный ангидрид(Ch4CO)2O 200,75
Фенон  25≤ 0,017
Формалин  254,0
Формамид (амид
муравьиной кислоты)
HCONh3 251,0. ..3,0
ФосгенCOCl2 250,007
Фосфор  250,4
Фторид калияKF

5
10
20
30
40

18

65200
121000
208000
256000
252000

Фторводородная
(плавиковая) кислота
HF

0,004
0,007
0,02
0,03
0,06
0,12
0,24
0,48
1,50
2,48
4,80
7,75
15,85
24,5
29,8

18

25
380
500
800
1230
2100
3630
6730
19800
31500
59300
96300
185000
283000
341000

Хлор (жидкость)Cl2 -70≤ 10-10
ХлорбензолC6H5Cl 201,9...2,4•10-6
Хлоргидрин  250,5
Хлорид алюминияAlCl2 25250000
Хлорид аммонияNh5Cl

5
10
15
20
25

18

9180
178000
259000
337000
403000

Хлорид барияBaCl2

5
10
15
24

18

39000
73000
105000
153000

Хлорид кадмияCdCl2

0,05
0,20
0,6
1
5
10
15
20
30
40
50

18

500
1560
3640
5510
16700
24100
28200
29900
28200
22100
13700

Хлорид калияKCl

5
10
15
20
21

18

69000
136000
202000
268000
281000

Хлорид кальцияCaCl2

5,0
10,0
20
25
30
35

18

64000
114000
173000
178000
166000
137000

Хлорид лития
LiCl

2,5
5
10
20
30
40

18

41000
73300
122000
168000
140000
844000

Хлорид магния
MgCl2

5
10
20
30
34

18

68300
113000
140000
106000
76800

Хлорид марганца
MnCl2

5
10
15
20
25
28

15

52600
84400
106000
113000
109000
102000

Хлорид меди
CuCl2

1,35
9
18,2
28,75
35,2

18

18700
71600
92400
89700
69900

Хлорид натрия
NaCl

5
10
15
20
25
26

18

67200
121000
164000
196000
214000
215000

Хлорид ртути
HgCl2

0,23
1,01
5,08

18

44
114
421

Хлорид стронция
SrCl2

5
10
15
22

18

48300
88600
123000
158000

Хлорид цинка
ZnCl2

2,5
5
10
20
30
40
60

15

27600
48300
72700
91200
92600
84500
36900

Хлорводород  -960,01
Хлоруксусная кислота  601,4

Цианид калия

KCN

3,25
6,5

15

52700
103000

ЦиклогексанC6h22 201,9•10-8
ЦиклогексанолC6h21OH 250,0008
ЦиклогексанонC6h20O 250,05
Щавелевая кислота(CO2H)23. 51851000
Эпихлоргидрин
  250,034
Этиламин
C2H5Nh3
 00,001
Этилбензонат (этиловый
эфир бензойной кислоты)
  250,001

Этилбромид

C2H5Br 

25
0

0,02
≤ 0,001

Этиленгликоль

HOCh3Ch3OH 250,01...0,5

Этилендиамин

h3NCh3Ch3Nh3
 250,09...0,2

Этилиодид

C2H5I 25≤ 0,02
Этилметил кетон
(бутанон-2)
  250,1

Этиловый спирт (этанол)

C2H5OH95250,0013
Этиловый эфир азотной
кислоты
C2H5ONO2 250,53
Этиловый эфир уксусной
кислоты (элилацетат)
Ch4CO2C2h3
 25≤ 0,001
ЭтилхлоридC2h3Cl 0≤ 0,003

Этоксибензол

C6H5OC2H5 25≤ 0,017

Электропроводность металлов

Классическая теория электропроводности металлов зародилась в начале ХХ века. ЕЕ основоположником стал немецкий физик Карл Рикке. Он опытным путем установил, что прохождение заряда через металл не сопряжено с переносом атомов проводника, в отличие от жидких электролитов. Однако это открытие не объяснило, что именно является носителем электрических импульсов в структуре металла.


Ответить на это вопрос позволили опыты ученых Стюарта и Толмена, проведенные в 1916 году. Им удалось установить, что за перенос электричества в металлах отвечают мельчайшие заряженные частицы - электроны. Это открытие легло в основу классической электронной теории электропроводности металлов. С этого момента началась новая эпоха исследований металлических проводников. Благодаря полученным результатам мы сегодня имеем возможность пользоваться бытовыми приборами, производственным оборудованием, станками и многими другими устройствами.

 

Как отличается электропроводность разных металлов?

 

Электронная теория электропроводности металлов получила развитие в исследованиях Паулю Друде. Он сумел открыть такое свойство как сопротивление, которое наблюдается при прохождении электрического тока через проводник. В дальнейшем это позволит классифицировать разные вещества по уровню проводимости. Из полученных результатов легко понять, какой металл подойдет для изготовления того или иного кабеля. Это очень важный момент, так как неправильно подобранный материал может стать причиной возгорания в результате перегрева от прохождения тока избыточного напряжения.


Наибольшей электропроводностью обладает металл серебро. При температуре +20 градусов по Цельсию она составляет 63,3*104 сантиметров-1. Но изготавливать проводку из серебра очень дорого, так как это довольно редкий металл, который используется в основном для производства ювелирных и декоративных украшений или инвестиционных монет.

 

 

Металл, обладающий самой высокой электропроводностью среди всех элементов неблагородной группы - медь. Ее показатель составляет 57*104 сантиметров-1 при температуре +20 градусов по Цельсию. Медь является одним из наиболее распространенных проводников, которые используются в бытовых и производственных целях. Она хорошо выдерживает постоянные электрические нагрузки, отличается долговечностью и надежностью. Высокая температура плавления позволяет без проблем работать долгое время в нагретом состоянии.

 

 

По распространенности с медью может конкурировать только алюминий, который занимает четвертое место по электропроводности после золота. Он используется в сетях с невысоким напряжением, так как имеет почти вдвое меньшую температуру плавления, чем медь, и не способен выдерживать предельные нагрузки. С дальнейшим распределением мест можно ознакомиться, взглянув на таблицу электропроводности металлов.

 

 

Стоит отметить, что любой сплав обладает гораздо меньшей проводимостью, чем чистое вещество. Это связано со слиянием структурной сетки и как следствие нарушением нормального функционирования электронов. Например, при производстве медного провода используется материал с содержанием примесей не более 0,1%, а для некоторых видов кабеля этот показатель еще строже - не более 0,05%. Все приведенные показатели являются удельной электропроводностью металлов, которая рассчитывается как отношение между плотностью тока и величиной электрического поля в проводнике.

 

Классическая теория электропроводности металлов

 

Основные положения теории электропроводности металлов содержат шесть пунктов. Первый: высокий уровень электропроводности связан с наличием большого числа свободных электронов. Второй: электрический ток возникает путем внешнего воздействия на металл, при котором электроны из беспорядочного движения переходят в упорядоченное.


Третий: сила тока, проходящего через металлический проводник, рассчитывается по закону Ома. Четвертый: различное число элементарных частиц в кристаллической решетке приводит к неодинаковому сопротивлению металлов. Пятый: электрический ток в цепи возникает мгновенно после начала воздействия на электроны. Шестой: с увеличением внутренней температуры металла растет и уровень его сопротивления.


Природа электропроводности металлов объясняется вторым пунктом положений. В спокойном состоянии все свободные электроны хаотическим образом вращаются вокруг ядра. В этот момент металл не способен самостоятельно воспроизводить электрические заряды. Но стоит лишь подключить внешний источник воздействия, как электроны мгновенно выстраиваются в структурированной последовательности и становятся носителями электрического тока. С повышением температуры электропроводность металлов снижается.

 

 

 

Это связано с тем, что слабеют молекулярные связи в кристаллической решетке, элементарные частицы начинают вращаться в еще более хаотичном порядке, поэтому построение электронов в цепь усложняется. Поэтому необходимо принимать меры по недопущению перегрева проводников, так как это негативно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Механизм электропроводности металлов невозможно изменить ввиду действующих законов физики. Но можно нивелировать негативные внешние и внутренние воздействия, которые мешают нормальному протеканию процесса.

 

Металлы с высокой электопроводностью

 

Электропроводность щелочных металлов находится на высоком уровне, так как их электроны слабо привязаны к ядру и легко выстраиваются в нужной последовательности. Но эта группа отличается невысокими температурами плавления и огромной химической активностью, что в большинстве случаев не позволяет использовать их для изготовления проводов.


Металлы с высокой электропроводностью в открытом виде очень опасны для человека. Прикосновение к оголенному проводу приведет к получению электрического ожога и воздействию мощного разряда на все внутренние органы. Зачастую это влечет мгновенную смерть. Поэтому для безопасности людей используются специальные изоляционные материалы.


В зависимости от сферы применения они могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Но все типы предназначены для одной функции - изоляции электрического тока внутри цепи, чтобы он не мог оказывать воздействие на внешний мир. Электропроводность металлов используется практически во всех сферах современной жизни человека, поэтому обеспечение безопасности является первоочередной задачей.

Мед. Метод определения электропроводности – РТС-тендер


ГОСТ 31770-2012

Группа С52



МКС 67.180.10

Дата введения 2013-07-01


Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Рабочей группой, состоящей из представителей Государственного научного учреждения "Научно-исследовательского института пчеловодства" Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ НИИП Россельхозакадемии) и Общества с ограниченной ответственностью Центр исследований и сертификации "Федерал" (ООО Центр "Федерал") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 51 от 1 октября 2012 г. )

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1623-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31770-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.

5 Настоящий стандарт соответствует национальному стандарту Германии DIN 10753:2000* Analysis of honey. Determination of electrical conductivity (Анализ меда. Определение электрической проводимости", (аутентичный перевод per. N 3674/DIN от 30.09.2008 г.)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.

Перевод с немецкого ((de)

Степень соответствия - неэквивалентная (NEQ).

Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 53120-2008

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет



ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2015 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения


Настоящий стандарт распространяется на мед и устанавливает метод определения удельной электрической проводимости, характеризующей электропроводность меда:

1 Метод определения удельной электрической проводимости в диапазоне измерений от 0,10 до 3,00 мСм·см с помощью ячейки с электродами;

2 Метод определения удельной электрической проводимости в диапазоне измерений от 0,10 до 3,00 мСм·см с помощью кондуктометра.

Требования к контролируемому показателю установлены в ГОСТ 19792, ГОСТ 31766.

2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ ИСО 5725-1-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения*
_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения".

ГОСТ ИСО 5725-6-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике*
_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике".

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 19792-2001 Мед натуральный. Технические условия

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25629-83 Пчеловодство. Термины и определения

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 31766-2012 Меды монофлорные. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.


(Поправка. ИУС N 3-2015).

3 Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ ISO 5725-1, ГОСТ 25629, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1.1 электропроводность: Свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток.

3.1.2 электрическая проводимость: Скалярная величина, равная отношению постоянного электрического тока через пассивный двухполюсник к постоянному электрическому напряжению между выводами этого двухполюсника.

3.1.3 удельная электрическая проводимость: Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на напряженность электрического поля равно плотности электрического тока проводимости.

4 Метод определения удельной электрической проводимости с помощью ячейки с электродами

4. 1 Отбор и подготовка пробы

Репрезентативную пробу меда массой не менее 200 г отбирают по ГОСТ 19792.

Закристаллизованный мед размягчают в термостате по 7.4 или на термостатируемой водяной бане при температуре не выше 40 °С. Пробу охлаждают до комнатной температуры.

Мед с примесями процеживают при комнатной температуре через сито по 4.4.11. Закристаллизованный мед продавливают через сито шпателем по 4.4.13. Крупные механические частицы удаляют вручную.

Сотовый мед (без перговых ячеек) отделяют от сот при помощи сита без нагревания.

Пробу интенсивно и тщательно перемешивают не менее 3 мин.

4.2 Сущность метода

Метод основан на электрокондуктометрическом измерении электрической проводимости 20%-ного водного раствора меда в ячейке с электродами, определении постоянной ячейки и расчете удельной электрической проводимости.

4.3 Требования безопасности проведения работ

При проведении измерений необходимо соблюдать требования пожарной безопасности по ГОСТ 12. 1.004, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, требования безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

4.4 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

4.4.1 Электрокондуктометр с нижним пределом обнаружения 10 См.

4.4.2 Ячейка для измерения электрической проводимости с двумя платиновыми электродами.

4.4.3 Гигрометр психрометрический ВИТ-2, абсолютная погрешность термометров гигрометра с учетом введения поправок не более ±0,2 °С в диапазоне значений от 15 °С до 40 °С.

4.4.4 Весы лабораторные по ГОСТ 24104, предел допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания не более ±0,02 мг.

4.4.5 Термометр жидкостный стеклянный по ГОСТ 28498, допускаемая погрешность ±1 °С в диапазоне измерения от 0 °С до 100 °С.

4.4.6 Термостат или другое устройство, позволяющее производить равномерный нагрев до 40 °С.

4.4.7 Водяная баня.

4.4.8 Колбы мерные 1(2)-100(1000)-2(ПМ) по ГОСТ 1770.

4.4.9 Цилиндры 3-50 по ГОСТ 1770.

4.4.10 Стаканы В-1-100 ТС по ГОСТ 25336.

4.4.11 Сито из нержавеющей стали, диаметр отверстий 0,5 мм.

4.4.12 Палочки стеклянные лабораторные оплавленные длиной от 15 до 20 см.

4.4.13 Шпатель лабораторный.

4.4.14 Калий хлористый по ГОСТ 4234, х.ч.

4.4.15 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается использование других средств измерений, вспомогательного оборудования по метрологическим, техническим характеристикам не хуже указанных в настоящем стандарте.

Допускается использование других реактивов по качеству и чистоте не ниже вышеуказанных.

Допускается использование только свежей дистиллированной воды.

4.5 Подготовка к испытаниям

4.5.1 Приготовление водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм

Высушенный при температуре 130 °С хлористый калий по ГОСТ 4234 массой (7,4557±0,0001) г растворяют в дистиллированной воде по ГОСТ 6709 в мерной колбе вместимостью 1000 см по ГОСТ 1770. Объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают.

Использовать раствор в день приготовления.

4.5.2 Проводят определение массовой доли воды в меде, подготовленном по 4.1, по ГОСТ 19792 (подраздел 6.9).

4.5.3 Необходимую для испытания массу навески меда , г, рассчитывают по формуле

, (1)


где 20 - масса безводного вещества навески меда, г;

100 - коэффициент пересчета процентов в абсолютную долю;

- массовая доля воды в меде, определенная по 8. 3, %.

4.5.4 Приготовление 20%-ного водного раствора меда

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 взвешивают навеску меда, подготовленного по 4.1, массой , рассчитанной по 4.5.3, с точностью до первого десятичного знака. К навеске приливают 20-30 см дистиллированной воды по ГОСТ 6709, мед тщательно растирают стеклянной палочкой и переносят жидкость в мерную колбу вместимостью 100 см по ГОСТ 1770. Обработку пробы повторяют два-три раза до полного растворения меда, затем стакан несколько раз обмывают небольшими порциями дистиллированной воды, которые также сливают в мерную колбу. Объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают.

При необходимости возможно приготовление меньшего объема раствора меда, достаточного для полного погружения электродов при испытаниях, но должна сохраняться пропорция - одна часть меда: пять частей дистиллированной воды.

4.6 Проведение испытаний

4. 6.1 Определение постоянной ячейки

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят водный раствор хлористого калия, приготовленного по 4.5.1, объемом 80 см. Стакан помещают на водяную баню по 4.4.7 и устанавливают регулятор температуры на 20 °С. Ячейку для измерения электрической проводимости, соединенную с электрокондуктометром, погружают в содержимое стакана вместе с термометром. После установления на термометре температуры раствора 20 °С проводят не менее двух отсчетов по шкале электрокондуктометра. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний электрокондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание - Ячейку для измерения электрической проводимости раствора перед погружением ополаскивают не менее двух раз раствором хлористого калия, после испытаний - дистиллированной водой.

4.6.2 Определение электрической проводимости водного раствора меда

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят 20%-ный водный раствор меда, приготовленный по 4. 5.4, объемом 80 см. Стакан помещают на водяную баню по 4.4.7 и устанавливают регулятор температуры на 20 °С. Ячейку для измерения электрической проводимости, соединенную с электрокондуктометром, погружают в содержимое стакана вместе с термометром. После установления на термометре температуры раствора 20 °С проводят не менее двух отсчетов по шкале электрокондуктометра. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний электрокондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание - Ячейку для измерения электрической проводимости раствора перед погружением ополаскивают не менее двух раз испытуемым раствором, после испытаний - дистиллированной водой.

4.6.3 При анализе каждой пробы выполняют два параллельных определения.

4.6.4 В случае проведения испытаний при температуре водного раствора меда, не равной 20 °С, проводят пересчет значений показаний электрокондуктометра ().

4. 6.5 Платиновые электроды хранят в стакане с дистиллированной водой.

Примечание - Для того, чтобы избежать искажения результатов из-за поляризационных эффектов, измерения проводят в течение 5 мин.

4.7 Обработка и представление результатов испытаний

4.7.1 Постоянную ячейки при температуре 20 °С , см, рассчитывают по формуле

, (2)


где 11,691 - значение суммы средних значений удельной электрической проводимости свежей дистиллированной воды и водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм при температуре 20 °С, мСм·см.

- электрическая проводимость водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм при температуре 20 °С, мСм.

4.7.2 Значение электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм, рассчитывают по формулам:

а) если выше 20 °С

; (3)

б) если ниже 20 °С

, (4)


где - электрическая проводимость водного раствора меда при температуре испытания, мСм;

- температура испытания, °С;

0,032 - поправочный коэффициент.

4.7.3 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм·см, рассчитывают по формуле

, (5)


где - постоянная ячейки при температуре 20 °С, найденная по формуле (2), см;

- электрическая проводимость водного раствора меда при температуре 20 °С, измеренная по 4.6.2 либо найденная по формулам (3) или (4), мСм.

4.7.4 За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, полученных в условиях повторяемости, если абсолютное расхождение между ними не превышает предел повторяемости по ГОСТ ISO 5725-6. Значение предела повторяемости приведено в таблице 1.


Таблица 1

Диапазон измерений удельной электрической проводимости водного раствора меда , мСм·см

Предел повторяемости при 0,95
, мСм·см

Критический диапазон при трех измерениях (3), мСм·см

Предел воспроизводимости при 0,95
, мСм·см

От 0,10 до 3,00 включ.

0,07

0,08

0,14



При превышении предела повторяемости целесообразно провести дополнительное определение значения удельной электрической проводимости и получить еще один результат. Если при этом абсолютное расхождение () результатов трех определений не превосходит значения критического диапазона (3), то в качестве окончательного результата принимают среднеарифметическое значение результатов трех определений. Значение критического диапазона (3) приведено в таблице 1.

При невыполнении этого условия проводят повторные испытания.

4.7.5 Абсолютное расхождение между результатами испытаний, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости по ГОСТ ISO 5725-6. При выполнении этого условия приемлемы оба результата испытания и в качестве окончательного результата может быть использовано их среднеарифметическое значение. Значение предела воспроизводимости приведено в таблице 1.

4.7.6 Результат испытаний, округленный до второго десятичного знака, в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

, мСм·см, при 0,95,


где - среднеарифметическое значение результатов определений по 4.7.4, мСм·см;

- границы абсолютной погрешности результатов определений по 4.8.1, мСм·см.

4.8 Характеристика погрешности испытаний

4.8.1 Границы абсолютной погрешности результатов испытаний, получаемых согласно данному методу, при доверительной вероятности 0,95, .

5 Метод определения удельной электрической проводимости с помощью кондуктометра

5.1 Отбор и подготовка пробы - по 4.1.

5.2 Сущность метода

Метод основан на измерении удельной электрической проводимости 20%-ного водного раствора меда с помощью кондуктометра.

5.3 Требования безопасности проведения работ - по 4.3

5.4 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

5.4.1 Кондуктометр Анион-4120, предел допускаемых значений относительной погрешности при измерении удельной электрической проводимости растворов ±2,0% (но не менее 1,0 мкСм·см), предел абсолютной погрешности при измерении температуры растворов ±0,5 °С.

5.4.2 Весы лабораторные по ГОСТ 24104, предел допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания не более ±0,01 г.

5.4.3 Термостат или другое устройство, позволяющее производить равномерный нагрев до 40 °С.

5.4.4 Водяная баня.

5.4.5 Колбы мерные 1(2)-100-2(ПМ) по ГОСТ 1770.

5.4.6 Цилиндры 3-100 по ГОСТ 1770.

5.4.7 Стаканы В-1-100 ТС по ГОСТ 25336.

5.4.8 Сито из нержавеющей стали, диаметр отверстий 0,5 мм.

5.4.9 Палочки стеклянные лабораторные оплавленные длиной от 15 до 20 см.

5.4.10 Шпатель лабораторный.

5.4.11 Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026, марки Ф или ФС или фильтры обеззоленные (синяя лента).

5.4.12 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается использование других средств измерений, вспомогательного оборудования по метрологическим, техническим характеристикам не хуже указанных в настоящем стандарте.

Допускается использование других реактивов по качеству и чистоте не ниже вышеуказанных.

Допускается использование только свежей дистиллированной воды.

5.5 Подготовка к испытаниям - по 4.5.2-4.5.4

5.6 Проведение испытаний

5.6.1 Определение удельной электрической проводимости водного раствора меда

5.6.1.1 Подготовку кондуктометра к проведению испытаний и испытания проводят в соответствии с руководством по эксплуатации кондуктометра по 5.4.1.

5.6.1.2 Датчик проводимости с кондуктометрической ячейкой ополаскивают дистиллированной водой по ГОСТ 6709 и осушают фильтровальной бумагой.

5.6.1.3 В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят 20%-ный водный раствор меда, приготовленный по 4.5.4, объемом 80 см. Датчик проводимости с кондуктометрической ячейкой, соединенный с кондуктометром, погружают в содержимое стакана так, чтобы раствор полностью закрывал кондуктометрическую ячейку, а расстояние между корпусом датчика и стенками стакана было не менее 1 см. Перемешивают раствор датчиком для смачивания поверхностей ячейки, электродов и ускорения процесса установления температурного режима.

5.6.1.4 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда и температуру измерения считывают с экрана кондуктометра. Проводят не менее двух измерений, каждый раз записывая результаты с экрана. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний кондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание - Датчик проводимости после испытаний ополаскивают не менее двух раз дистиллированной водой и осушают фильтровальной бумагой.

5.6.1.5 При анализе каждой пробы выполняют два параллельных определения.

Примечание - Для того, чтобы избежать искажения результатов из-за поляризационных эффектов, измерения проводят в течение 5 мин.

5.7 Обработка и представление результатов испытаний

5.7.1 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм·см, рассчитывают по формулам:

а) если выше 20 °С

; (6)

б) если ниже 20 °С

, (7)


где - удельная электрическая проводимость водного раствора меда при температуре испытания, мСм·см;

- температура испытания, °С;

0,032 - поправочный коэффициент.

5.7.2 За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, полученных в условиях повторяемости, если абсолютное расхождение между ними не превышает предел повторяемости по ГОСТ ISO 5725-6. Значение предела повторяемости приведено в таблице 2.


Таблица 2

Диапазон измерений удельной электрической проводимости водного раствора меда , мСм·см

Предел повторяемости при 0,95
, мСм·см

Критический диапазон при трех измерениях (3), мСм·см

Предел воспроизводимости при 0,95
, мСм·см

От 0,10 до 3,00 включ.

0,02

0,03

0,04



При превышении предела повторяемости целесообразно произвести дополнительное определение значения удельной электрической проводимости и получить еще один результат. Если при этом абсолютное расхождение () результатов трех определений не превосходит значения критического диапазона (3), то в качестве окончательного результата принимают среднеарифметическое значение результатов трех определений. Значение критического диапазона (3) приведено в таблице 2.

При невыполнении этого условия проводят повторные испытания.

5.7.3 Абсолютное расхождение между результатами испытаний, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости по ГОСТ ISO 5725-6. При выполнении этого условия приемлемы оба результата испытания и в качестве окончательного результата может быть использовано их среднеарифметическое значение. Значение предела воспроизводимости приведено в таблице 2.

5.7.4 Результат испытаний, округленный до второго десятичного знака, в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

, мСм·см, при 0,95,


где - среднеарифметическое значение результатов определений по 5.7.2, мСм·см;

- границы абсолютной погрешности результатов определений по 5.8.1, мСм·см.

5.8 Характеристика погрешности испытаний

5.8.1 Границы абсолютной погрешности результатов испытаний, получаемых согласно данному методу, при доверительной вероятности 0,95, .


___________________________________________________________________________________________________
УДК 638.16:006.354 МКС 67.180.10 С52

Ключевые слова: мед, электропроводность, электрическая проводимость, удельная электрическая проводимость раствора, кондуктометр, метрологические характеристики
__________________________________________________________________________________________________



Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2014

Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена
АО "Кодекс"

Использование показателя электропроводности для оценки продуктивности сельскохозяйственных культур Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

УДК 631.67.03: 631.413.3

Л. А. Воеводина (ФГБНУ «РосНИИПМ»)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

В статье рассмотрены классификации сельскохозяйственных культур по соле-устойчивости и оросительных вод по минерализации, которые выражены в единицах электропроводности. Представлены величины снижения урожайности при повышении электропроводности выше определенного порогового значения, а также возможность использования данного показателя для подбора культур и оценки снижения урожайности, обусловленного засоленностью почвы или повышенной минерализацией оросительной воды.

Ключевые слова: электропроводность, солеустойчивость, оросительная вода, засоленность почв, капельное орошение.

L. A. Voyevodina (FSBSE “RSRILIP”)

USE OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY FOR EVALUATING AGRICULTURAL CROPS PRODUCTIVITY

The paper considers the salt tolerance classification of agricultural crops and salinity rating for irrigation waters which were expressed by units of electrical conductivity. The magnitude of yield decrease with increasing of electrical conductivity higher then defined threshold was presented, as well as the opportunity of using this parameter for crop choice and yield decrease assessment caused by soil and irrigation water salinity.

Keywords: electrical conductivity, salt tolerance, irrigation water, soil salinity, drip irrigation.

В связи с дефицитом водных ресурсов все чаще используются водные источники, характеризующиеся повышенной минерализацией воды. Для оперативной оценки пригодности использования данной поливной воды на участках, планируемых под орошение, возможно применение показателя электропроводности воды или почвы.

Повышенная минерализация поливной воды влияет на концентрацию почвенного раствора. При концентрации почвенного раствора выше определенного порога происходит снижение урожайности. Содержание солей может быть выражено через единицы электропроводности, которыми являются дециСименс на метр (дСм/м), милиСименс на сантиметр (мСм/см), миллимо и т.д. (1 дСм/м = 1 миллимо = 1 мСм/см = 0,001 обратного Ома).

Электропроводность растворов обычно определяется кондуктометрами.

В таблице 1 отражены критерии солеустойчивости растений в соответствии с соленостью почвы и воды [1]. В третьем столбце таблицы приведены диапазоны максимальных значений электропроводности водонасыщенной почвы (ЕСт1п), при которых не происходит снижения урожайности. Таблица 1 - Критерии солеустойчивости растений в соответствии

с соленостью почвы и воды

Г руппировка культур по солеустойчивости Г радация засоленности почвы или воды Средняя засоленность в корневой зоне, ЕСт1п, дСм/м

Чувствительные Очень низкая < 0,95

Среднечувствительные Низкая 0,95-1,90

Среднеустойчивые Средняя 1,90-4,50

Устойчивые Высокая 4,50-7,70

Очень устойчивые Очень высокая 7,70-12,20

Растения не выживают Экстремально высокая > 12,2

Солеустойчивость зависит от множества сочетаний факторов, таких как вид растения, особенности почвы и климата и др. В таблице 2 приведены обобщенные зависимости для солеустойчивости основных сельскохозяйственных культур [1-4]. Чтобы корректно воспользоваться этой таблицей, необходимо знать электропроводность водонасыщенной почвы. Порядок проведения анализа по определению электропроводности водонасыщенной почвы широко описан в литературе [5]. Для его проведения не требуется сложной аппаратуры, основным недостатком данного анализа является его трудоемкость.

Получив данные по электропроводности водонасыщенной почвы, сравнивают их со значениями для интересующей культуры, представленными в таблице 2 в столбце 3. Если полученное значение меньше представленного в таблице, то снижение урожайности из-за повышенной концентрации почвенного раствора не ожидается. В противном случае можно оценить возможное снижение урожайности для данной культуры с помощью значений представленных в столбце 4.

3

Таблица 2 - Влияние электропроводности почвы и воды на урожайность сельскохозяйственных культур

Культура Электропроводность водонасыщенной почвы Характеристика культуры по соле-устойчивости Пороговые значения электропроводности оросительной воды для почв различного гранулометрического состава, ЕСШ, дСм/м

Общепринятое название Ботаническое название Пороговое значение, ECmln, дСм/м СУтабл при увеличении засоленности на одну единицу, % EC , max , дСм/м Легкие (песча- ные) Средние (суглини- стые) Тяжелые (глини- стые)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Полевые культуры

Ячмень Hordeum vulgare 8,0 5,0 28 Устойчивая 12,6 7,2 4,2

Хлопок Gossypium hirsutum 7,7 5,2 27 Устойчивая 12,1 6,9 4,0

Сахарная свекла Beta vulgaris 7,0 5,9 24 Устойчивая 11,0 6,3 3,7

Пшеница Triticum aestivum 6,0 7,1 20 Среднеустойчивая 9,4 5,3 3,1

Пшеница безостая Triticum aestivum 8,6 3,0 Устойчивая

Пшеница твердая Triticum turgidum 5,9(5,7) 3,8 Устойчивая 9,6 5,5 3,2

Сорго Sorghum bicolor 4,0(6,8) 16 18 Среднеустойчивая 9,4 5,3 3,1

Кукуруза Zea Mays 1,7 12 10 Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Лен Linum usitatissimum 1,7 12 10 Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Бобы кормовые Vigna unguiculata 1,6 12 Среднечувствительная 3,4 2,0 1,1

Овес Avena sativa 5,0 Среднеустойчивая 7,0 4,0 2,3

Просо Panicum miliaceum Среднечувствительная

Арахис Arachis hypogaea 3,2 29 Среднечувствительная 4,4 2,5 1,5

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Рис Oryza sativa 3,0 12 Чувствительная 4,8 2,7 1,6

Рожь Secale cereale 11,4 10,8 Устойчивая

Сафлор красильный Carthamus tinctorius 6,5 Среднеустойчивая 8,2 4,7 2,7

Кунжут Sesamum indicum Чувствительная

Подсолнечник Helianthus annuus 5,5 Среднечувствительная 7,5 4,3 2,5

Тритикале x Triticosecale 6,1 2,5 Устойчивая

Соя Glycine max 5,0 20 Среднеустойчивая 7,0 4,0 2,3

Кормовые культуры и травы

Люцерна Medicago sativa 2,0 7,3 Среднечувствительная 4,3 2,5 1,4

Бермудская трава Cynodon dactylon 6,9 6,4 Устойчивая 10,8 6,1 3,6

Костер киле-ватый Bromus carinatus Среднеустойчивая

Канареечник Phalaris arundinacea 4,2 Среднеустойчивая 5,3 3,0 1,8

Клевер александрийский Trifolium alexandrinum 1,5(2,0) 5,7 Среднечувствительная 3,8 2,2 1,3

Клевер красный Trifolium pratense 1,5 12 Среднечувствительная 2,9 1,7 1,0

Кукуруза на силос Zea mays 1,8 7,4 Среднечувствительная 4,0 2,3 1,3

Овсяница Festuca elatior 3,9 5,3 Среднеустойчивая 7,3 4,2 2,4

Лисохвост Alopecurus pratensis 1,5 9,6 Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Г рамова трава Bouteloua gracilis Среднечувствительная

Овес кормовой Avena sativa 5,0 Среднеустойчивая 7,0 4,0 2,3

Рапс Brassica napus Среднеустойчивая

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Лядвенец рогатый Lotus corniculatus 5,0 10 Среднеустойчивая 7,6 4,3 2,5

Вика Vicia angustifolia 3,0 11 Среднечувствительная

Житняк сибирский Agropyron sibiricum 3,5 4,0 Среднеустойчивая

Житняк гребенчатый Agropyron elongatum 7,5 6,9 Устойчивая 12,5 7,2 4,2

Плодовые

Финиковая пальма Phoenix dactylifera 4,0 32 Среднеустойчивая 8,7 5,0 2,9

Олива Olea europaea 2,7(4,0) 14 Среднеустойчивая 5,1 2,9 1,7

Г ранатовое дерево Punica granatum 2,7(4,0) 14 Среднеустойчивая 5,1 2,9 1,7

Апельсиновое дерево Citrus sinensis 1,7 16 8 Чувствительная 2,9 1,7 1,0

Г рейпфрут Citrus paradisi 1,8 16 8 Устойчивая 3,0 1,7 1,0

Лимон Citrus limon 1,7(1,0) 8 Чувствительная 1,3 0,7 0,4

Лайм Citrus aurantiifolia Чувствительная

Яблоня, груша Malus sylvestris 1,7(1,0) 21 8 Чувствительная 2,0 1,2 0,7

Г рецкий орех Juglans regia 1,7 6,5 Чувствительная 2,2 1,2 0,7

Персиковое дерево Prunus persica 1,6(3,2) 24 6 Чувствительная 4,7 2,7 1,6

Абрикос Prunus armeniaca 1,5(1,6) 9,6 12 Среднечувствительная 2,5 1,4 0,8

Виноград Vitis sp. 1,5 Чувствительная 3,3 1,9 1,1

Вишня Prunus avium 1,5 19 7 Чувствительная

Миндаль Prunus dulcis 1,5 Чувствительная 2,5 1,4 0,8

Мушмула японская Eriobotrya japonica 1,5 18 7 Чувствительная

Слива Prunus domestica 1,5 Чувствительная 2,5 1,4 0,8

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Смородина Ribes sp. Чувствительная

Ежевика Rubus sp. 1,5 22 6 Чувствительная 2,5 1,4 0,8

Бойзенова ягода Rubus ursinus 1,5 22 6 Чувствительная 2,5 1,4 0,8

Авокадо Persea americana 1,3 Чувствительная 2,3 1,3 0,8

Крыжовник Ribes sp. 1,0 5,5 Чувствительная

Малина Rubus idaeus 1,0 33 4 Чувствительная 1,3 0,7 0,4

Садовая земляника Fragaria sp. 1,0 1,6 0,9 0,5

Овощные

Артишок Helianthus tuberosus - - - Среднеустойчивая

Спаржа Asparagus officinalis 4,1 2,0 Устойчивая 5,2 3,0 1,7

Капуста брокколи Brassica oleracea botrytis 2,8 9,2 13,5 Среднечувствительная 4,9 2,8 1,6

Фасоль Phaseolus vulgaris 1,0 19 6,5 Чувствительная

Брюссельская капуста Brassica oleracea gemmifera - - Среднечувствительная

Капуста белокочанная Brassica oleracea capitata 1,8 9,7 12 Среднечувствительная 3,5 2,0 1,2

Цветная капуста Brassica oleracea botrytis 2,5 - - Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Сельдерей Apium graveolens 1,8 6,2 Среднечувствительная 4,3 2,5 1,4

Сладкая кукуруза Zea mays 1,7 12 10 Среднечувствительная 2,2 1,2 0,7

Баклажан Solanum melongena esculentum 1,1 6,9 Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Г орчица Brassica oleracea acephala - - Среднечувствительная

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Кольраби Brassica oleracea gongylodes - - Среднечувствительная

Салат латук Lactuca sativa 1,3 13 9 Среднечувствительная

Дыня Cucumis melo 2,2 - 16 Среднечувствительная 4,6 2,6 1,5

Пастернак Pastinaca sativa - - Чувствительная

Горох Pisum sativum 2,5 - Чувствительная 3,2 1,8 1,1

Перец Capsicum annuum 1,5 14 8,5 Среднечувствительная 2,8 1,6 0,9

Тыква Cucurbita pepo pepo 2,5 - Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Редис Raphanus sativus 1,2 13 9 Среднечувствительная 1,5 0,9 0,5

Шпинат Spinacia oleracea 2,0 7,6 15 Среднечувствительная

Патиссон Cucurbita pepo melopepo 3,2 16 Среднечувствительная 4,8 2,7 1,6

Цуккини Cucurbita pepo melopepo 4,7 9,4 Среднеустойчивая 7,3 4,2 2,4

Батат Ipomoea batatas 1,5 11 10,5 Среднечувствительная 3,0 1,7 1,0

Столовая свекла Beta vulgaris 4,0 9,0 15 Среднеустойчивая 6,5 3,7 2,1

Морковь Daucus carota 1,0 14,0 8 Чувствительная 2,2 1,2 0,7

Картофель Solanum tuberosum 1,7 12,0 10 Среднечувствительная 3,2 1,8 1,1

Томат Lycopersicon lycopersicum 2,5(2,3) 9,9 12,5 Среднечувствительная 3,5 2,0 1,2

Лук репчатый Allium cepa 1,2 16,0 7,5 Чувствительная 2,3 1,3 0,8

Огурец Cucumis sativus 2,5 13,0 10 Среднечувствительная 4,2 2,4 1,4

Репа Brassica rapa 0,9 9,0 Среднечувствительная 2,5 1,4 0,8

Арбуз Citrullus lanatus - - Среднечувствительная

Примечание: в скобках в столбце 3 указаны значения из [ ], отличающиеся от значений указанных в [2- 4]

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(05), 2012 г.

Расчет возможного снижения урожайности можно вести по следующей формуле [2]:

СУфакт = (£Сфжт - ECJ ■ СУта„ где СУфакт - фактическое снижение урожайности, %;

ЕСфакт - электропроводность проверяемой водонасыщенной почвы, дСм/м;

ECmin - пороговое значение электропроводности водонасыщенной почвы (столбец 3 из таблицы 2), дСм/м;

СУтабл - снижение урожайности при повышении электропроводности на 1 дСм/м, %.

Для капельного орошения, когда поливы проводятся достаточно часто, можно принять, что почвенный раствор и оросительная вода идентичны. Для культур R. S. Ayers и D. W. Westcot установили теоретические максимальные значения электропроводности [2], при которых растения не могут расти (столбец 5 в таблице 2). Чтобы определить теоретическое снижение урожайности от использования конкретной поливной воды определяют электропроводность воды, что сделать намного проще, чем определять электропроводность водонасыщенной почвы. Далее сравнивают электропроводность воды с пороговыми значениями электропроводности водонасыщенной почвы (столбец 3 из таблицы 2). В случае если электропроводность воды меньше, то делают вывод о том, что снижения урожайности, обусловленной засоленностью, не ожидается. В противном случае снижение урожайности определяют по формуле [2]:

EC - EC.

СУ А =--------------— X 100,

факт EC - EC .

max min

где ECw - электропроводность оросительной воды, дСм/м;

ECmax - максимальное теоретическое значение электропроводности водонасыщенной почвы, при которой урожайность уменьшилась бы до 0 (столбец 5 из таблицы 2), дСм/м.

Оценку пригодности воды для орошения различных культур с учетом гранулометрического состава почвы по ее электропроводности можно осуществить с использованием таблицы 2. В столбцах 7, 8 и 9 указаны пороговые значения электропроводности оросительной воды, применяющейся соответственно на легких, средних и тяжелых почвах. После определения фактического снижения урожайности от использования проверяемой оросительной воды делают заключение о целесообразности выращивания данной культуры или выбирают другую культуру, которая может произрастать в данных условиях без снижения урожайности.

В общем случае для оценки оросительной воды по электропроводности установлены следующие уровни, представленные в таблице 3 [1]. Таблица 3 - Классификация оросительной воды по

электропроводности

Электропроводность воды, дСм/м Классификация оросительной воды по минерализации (уровни содержания растворимых солей)

< 0,65 Низкий

0,65-1,3 Средний

1,3-2,9 Высокий

2,9-5,2 Очень высокий

> 5,2 Экстремально высокий

Таким образом, с помощью показателя электропроводности можно оперативно определить пригодность оросительной воды для орошения запланированной культуры при известном гранулометрическом составе почвы, оценить возможное снижение урожайности культуры или подобрать другую культуру.

Список использованных источников

1 Irrigation water quality - salinity and soil structure stability [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.derm.gld.gov.au/factsheets/pdf/wa-ter/w55.pdf/.

2 National Engineering Handbook. Part 623. Chapter 7. Trickle Irrigation [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://viewer.zoho.com/api/urlvi-ew.do?url=http://www.wsi.nrcs.usda.gov/products/W2Q/downloads/Irrigation/ ChapterSeven.pdf.

3 National Engineering Handbook. Part 623. Chapter 2. Irrigation Water Requirements [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://irrigationtool-box.com/NEH/Part623_Irrigation/H_210_623_02.pdf.

4 Maas, E. V. Testing Crops for Salinity Tolerance [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ars.usda.gov/SP2UserFiles/Place/5310-2000/pdf_pubs/P1287.pdf.

5 Soil Survey Laboratory Methods Manual [Электронный ресурс]. -Режим доступа: ftp://ftpfc.sc. egov.usda.gov/N SSC/Lab_Methods_Manual/ SSI R42_2004_view.pdf.

Воеводина Лидия Анатольевна - кандидат сельскохозяйственных наук, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научноисследовательский институт проблем мелиорации», старший научный сотрудник. Контактный телефон: 8 (8635) 266500. E-mail: [email protected]

Voyevodina Lidiya Anatolyevna - Candidate of Agricultural Sciences, Federal State Budget Scientific-Research Establishment “Russian Scientific-Research Institute of Land Improvement Problems”, Senior Researcher.

Contact telephone number: 8 (8635) 266500. E-mail: [email protected]

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 (SO42- 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.

Удельное сопротивление металлов. Таблица | joyta.ru

Удельное сопротивление металлов является мерой их свойства противодействовать прохождению электрического тока. Эта величина выражается в Ом-метр (Ом⋅м). Символ, обозначающий удельное сопротивление, является греческая буква ρ (ро). Высокое удельное сопротивление означает, что материал плохо проводит электрический заряд.

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление определяется как отношение между напряженностью электрического поля внутри металла к плотности тока в нем:

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров...

где:
ρ — удельное сопротивление металла (Ом⋅м),
Е — напряженность электрического поля (В/м),
J — величина плотности электрического тока в металле (А/м2)

Если напряженность электрического поля (Е) в металле очень большая, а плотность тока (J) очень маленькая, это означает, что металл имеет высокое удельное сопротивление.

Обратной величиной удельного сопротивления является удельная электропроводность, указывающая, насколько хорошо материал проводит электрический ток:

 

где:

σ — проводимость материала, выраженная в сименс на метр (См/м).

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление, одно из составляющих закона Ома, выражается в омах (Ом). Следует заметить, что электрическое сопротивление и удельное сопротивление — это не одно и то же. Удельное сопротивление является свойством материала, в то время как электрическое сопротивление — это свойство объекта.

Электрическое сопротивление резистора определяется сочетанием формы и удельным сопротивлением материала, из которого он сделан.

Например, проволочный резистор, изготовленный из длинной и тонкой проволоки имеет большее сопротивление, нежели резистор, сделанный из короткой и толстой проволоки того же металла.

В тоже время проволочный резистор, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, обладает большим электрическим сопротивлением, чем резистор, сделанный из материала с низким удельным сопротивлением. И все это не смотря на то, что оба резистора сделаны из проволоки одинаковой длины и диаметра.

В качестве наглядности можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается через трубы.

  • Чем длиннее и тоньше труба, тем больше будет оказано сопротивление воде.
  • Труба, заполненная песком, будет больше оказывать сопротивление воде, нежели труба без песка

Сопротивление провода

Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:


где:
R — сопротивление провода (Ом)
ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m)
L — длина провода (м)
А — площадь поперечного сечения провода (м2)

В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м.  Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:

R=1,1*10-6*(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом

Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.

Поверхностное сопротивление

Величина поверхностного сопротивления рассчитывается таким же образом, как и сопротивление провода. В данном случае площадь сечения можно представить в виде произведения w и t:


Для некоторых материалов, таких как тонкие пленки, соотношение между удельным сопротивлением и толщиной пленки называется поверхностное сопротивление слоя RS:

где RS измеряется в омах. При данном расчете толщина пленки должна быть постоянной.

Часто производители резисторов для увеличения сопротивления вырезают в пленке дорожки, чтобы увеличить путь для электрического тока.

Свойства резистивных материалов

Удельное сопротивление металла зависит от температуры. Их значения приводится, как правило, для комнатной температуры (20°С). Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры характеризуется температурным коэффициентом.

Например, в термисторах (терморезисторах) это свойство используется для измерения температуры. С другой стороны, в точной электронике, это довольно нежелательный эффект.
Металлопленочные резисторы имеют отличные свойства температурной стабильности. Это достигается не только за счет низкого удельного сопротивления материала, но и за счет механической конструкции самого резистора.

Много различных материалов и сплавов используются в производстве резисторов. Нихром (сплав никеля и хрома), из-за его высокого удельного сопротивления и устойчивости к окислению при высоких температурах, часто используют в качестве материала для изготовления проволочных резисторов. Недостатком его является то, что его невозможно паять. Константан, еще один популярный материал, легко паяется и имеет более низкий температурный коэффициент.

Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

В этой таблице представлены удельное электрическое сопротивление и электропроводность некоторых материалов.

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд.

Электропроводность - это величина, обратная удельному сопротивлению.Электропроводность - это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Электропроводность может быть представлена ​​греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

Материал ρ (Ом • м) при 20 ° C
Удельное сопротивление
σ (См / м) при 20 ° C
Электропроводность
Серебро 1.59 × 10 −8 6,30 × 10 7
Медь 1,68 × 10 −8 5,96 × 10 7
Медь отожженная 1,72 × 10 −8 5,80 × 10 7
Золото 2,44 × 10 −8 4,10 × 10 7
Алюминий 2,82 × 10 −8 3,5 × 10 7
Кальций 3.36 × 10 −8 2,98 × 10 7
Вольфрам 5,60 × 10 −8 1,79 × 10 7
цинк 5,90 × 10 −8 1,69 × 10 7
Никель 6,99 × 10 −8 1,43 × 10 7
Литий 9,28 × 10 −8 1,08 × 10 7
Утюг 1.0 × 10 −7 1,00 × 10 7
Платина 1,06 × 10 −7 9,43 × 10 6
Олово 1,09 × 10 −7 9,17 × 10 6
Углеродистая сталь (10 10 ) 1,43 × 10 −7
Свинец 2,2 × 10 −7 4,55 × 10 6
Титан 4.20 × 10 −7 2,38 × 10 6
Электротехническая сталь с ориентированной зернистостью 4,60 × 10 −7 2,17 × 10 6
Манганин 4,82 × 10 −7 2,07 × 10 6
Константан 4,9 × 10 −7 2,04 × 10 6
Нержавеющая сталь 6,9 × 10 −7 1.45 × 10 6
Меркурий 9,8 × 10 −7 1,02 × 10 6
нихром 1,10 × 10 −6 9,09 × 10 5
GaAs 5 × 10 −7 до 10 × 10 −3 5 × 10 −8 до 10 3
Углерод (аморфный) 5 × 10 −4 до 8 × 10 −4 1.От 25 до 2 × 10 3
Углерод (графит) 2,5 × 10 −6 до 5,0 × 10 −6 // базисная плоскость
3,0 × 10 −3 ⊥ базальная плоскость
от 2 до 3 × 10 5 // базисная плоскость
3,3 × 10 2 ⊥ базальная плоскость
Карбон (алмаз) 1 × 10 12 ~ 10 −13
Германий 4,6 × 10 -1 2.17
Морская вода 2 × 10 -1 4,8
Питьевая вода 2 × 10 1 до 2 × 10 3 5 × 10 −4 до 5 × 10 -2
Кремний 6,40 × 10 2 1,56 × 10 −3
Дерево (влажное) 1 × 10 3 до 4 10 −4 до 10 -3
Деионизированная вода 1.8 × 10 5 5,5 × 10 −6
Стекло 10 × 10 10 до 10 × 10 14 10 −11 до 10 −15
Твердая резина 1 × 10 13 10 −14
Древесина (сушка в духовке) 1 × 10 14 до 16 10 −16 до 10 -14
сера 1 × 10 15 10 −16
Воздух 1.3 × 10 16 до 3,3 × 10 16 3 × 10 −15 до 8 × 10 −15
Парафиновый воск 1 × 10 17 10 −18
Плавленый кварц 7,5 × 10 17 1,3 × 10 −18
ПЭТ 10 × 10 20 10 −21
тефлон 10 × 10 22 до 10 × 10 24 10 −25 до 10 −23

Факторы, влияющие на электропроводность

На проводимость или удельное сопротивление материала влияют три основных фактора:

  1. Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, через него может проходить больший ток.Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток.
  2. Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это немного похоже на попытку переместить множество людей через коридор.
  3. Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

Ресурсы и дополнительная информация

Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

Резистор имеет высокое электрическое сопротивление, а проводник - высокую проводимость. (Николас Томас)

Это таблица удельного электрического сопротивления и электропроводности нескольких материалов. Включены металлы, элементы, вода и изоляторы.

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал препятствует прохождению электрического тока.Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд. Чем выше удельное сопротивление, тем труднее течь току. Материалы с высоким удельным сопротивлением представляют собой электрические резисторы.

Электропроводность - величина, обратная удельному сопротивлению. Электропроводность - это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Материалы с высокой электропроводностью являются электрическими проводниками. Электропроводность может быть представлена ​​греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

Материал ρ (Ом • м) при 20 ° C
Удельное сопротивление
σ (См / м) при 20 ° C
Электропроводность
Серебро 1,59 × 10 −8 6,30 × 10 7
Медь 1,68 × 10 −8 5,96 × 10 7
Медь отожженная 1.72 × 10 −8 5,80 × 10 7
Золото 2,44 × 10 −8 4,10 × 10 7
Алюминий 2,82 × 10 −8 3,5 × 10 7
Кальций 3,36 × 10 −8 2,98 × 10 7
Вольфрам 5,60 × 10 −8 1,79 × 10 7
Цинк 5.90 × 10 −8 1,69 × 10 7
Никель 6,99 × 10 −8 1,43 × 10 7
Литий 9,28 × 10 −8 1,08 × 10 7
Железо 1,0 × 10 −7 1,00 × 10 7
Платина 1,06 × 10 −7 9,43 × 10 6
Олово 1.09 × 10 −7 9,17 × 10 6
Углеродистая сталь (10 10 ) 1,43 × 10 −7
Свинец 2,2 × 10 - 7 4,55 × 10 6
Титан 4,20 × 10 −7 2,38 × 10 6
Текстурированная электротехническая сталь 4,60 × 10 −7 2,17 × 10 6
Манганин 4.82 × 10 −7 2,07 × 10 6
Константан 4,9 × 10 −7 2,04 × 10 6
Нержавеющая сталь 6,9 × 10 - 7 1,45 × 10 6
Меркурий 9,8 × 10 −7 1,02 × 10 6
Нихром 1,10 × 10 −6 9,09 × 10 5
GaAs 5 × 10 −7 до 10 × 10 −3 5 × 10 −8 до 10 3
Углерод (аморфный) 5 × 10 −4 до 8 × 10 −4 1.От 25 до 2 × 10 3
Углерод (графит) 2,5 × 10 −6 до 5,0 × 10 −6 // базисная плоскость
3,0 × 10 −3 ⊥базальная плоскость
От 2 до 3 × 10 5 // базисная плоскость
3,3 × 10 2 ⊥базальная плоскость
Углерод (алмаз) 1 × 10 12 ~ 10 −13
Германий 4,6 × 10 −1 2,17
Морская вода 2 × 10 −1 4.8
Питьевая вода 2 × 10 1 до 2 × 10 3 5 × 10 −4 до 5 × 10 −2
Кремний 6,40 × 10 2 1,56 × 10 −3
Дерево (влажное) 1 × 10 3 до 4 10 −4 до 10 -3
Деионизированная вода 1,8 × 10 5 5,5 × 10 −6
Стекло 10 × 10 10 до 10 × 10 14 10 −11 до 10 −15
Твердая резина 1 × 10 13 10 −14
Древесина (сушка в печи) 1 × 10 14 до 16 10 −16 до 10 -14
Сера 1 × 10 15 10 −16 9 0040
Воздух 1.3 × 10 16 до 3,3 × 10 16 3 × 10 −15 до 8 × 10 −15
Парафиновый воск 1 × 10 17 10 −18
Плавленый кварц 7,5 × 10 17 1,3 × 10 −18
ПЭТ 10 × 10 20 10 −21
Тефлон 10 × 10 22 до 10 × 10 24 10 −25 до 10 −23

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

Есть три основных фактора, которые влияют на проводимость или удельное сопротивление материала:

  1. Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, он может позволить большему току проходить через него.Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток. Например, толстая проволока имеет большее поперечное сечение, чем тонкая проволока.
  2. Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это похоже на попытку провести через коридор множество людей по сравнению с дверью.
  3. Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

Список литературы

  • Гленн Элерт (ред.). «Удельное сопротивление стали». Сборник фактов по физике.
  • Данные о свойствах материалов MatWeb.
  • Оринг, Милтон (1995). Engineering Materials scienc e, Volume 1 (3-е изд.). п. 561.
  • Pawar, S.D .; Муругавел, П .; Лал, Д. М. (2009). «Влияние относительной влажности и давления на уровне моря на электропроводность воздуха над Индийским океаном». Журнал геофизических исследований 114: D02205.

Связанные сообщения

Электропроводность, теплопроводность, плотность, температура плавления

Таблица свойств токопроводящих материалов, металлов и нержавеющих сталей:

Электропроводность и удельное сопротивление, теплопроводность, величина теплового расширения, плотность и температура плавления.

Электропроводность (10.E6 Сименс / м) Удельное электрическое сопротивление (10.E-8 Ом · м) Теплопроводность (Вт / м · К) Коэффициент теплового расширения 10E-6 (K-1) от 0 до 100 ° C Плотность (г / см3) Температура плавления или ухудшения (° C)
Серебро 62,1 1,6 420 19,1 10,5 961
Медь 58,7 1,7 386 17 8,9 1083
Золото 44,2 2,3 317 14,1 19,4 1064
Алюминий 36,9 2,7 237 23,5 2,7 660
Молибден 18,7 5,34 138 4,8 10,2 2623
цинк 16,6 6,0 116 31 7,1 419
Литий 10,8 9,3 84,7 56 0,54 181
Латунь 15,9 6,3 150 20 8,5 900
Никель 14,3 7,0 91 13,3 8,8 1455
Сталь 10,1 9,9 80 12,1 7,9 1528
Палладий 9,5 10,5 72 11 12 1555
Платин 9,3 10,8 107 9 21,4 1772
Вольфрам 8,9 11,2 174 4,5 19,3 3422
Олово 8,7 11,5 67 23,5 7,3 232
Бронза 67Cu33Sn 7,4 13,5 85 17 8,8 1040
Карбоновая сталь 5,9 16,9 54 12 7,7 1400
Карбон 5,9 16,9 129 0,2 1,8 2500
Свинец 4,7 21,3 35 29 11,3 327
Титан 2,4 41,7 21 8,9 4,5 1668
Нержавеющая сталь 316L EN1.4404 1,32 76,0 15 16,5 7,9 1535
Нержавеющая сталь 304 EN1.4301 1,37 73,0 16,3 16,5 7,9 1450
Нержавеющая сталь 310 EN1.4841 1,28 78 14,2 17 7,75 2650
Меркурий 1,1 90,9 8 61 13,5 -39
FeCrAl 0,74 134 16 11,1 7,2 + -1440

Теплопроводность - выбранные материалы и газы

Теплопроводность - это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло.Теплопроводность может быть определена как

«количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала - в направлении, нормальном к поверхности единицы площади - из-за единичного температурного градиента в условиях устойчивого состояния»

Теплопроводность единицами являются [Вт / (м · К)] в системе СИ и [БТЕ / (час фут ° F)] в британской системе мер.

См. Также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, двуокиси углерода и воды

Теплопроводность для обычных материалов и продуктов:


(257 o F) 916 (газ) 9167 Хром Никель Сталь 16,3 Утеплитель 916 916 Эбонит 9 .58 916 Пена уран021 0,606
Теплопроводность
- k -
Вт / (м · К)

Материал / вещество Температура
25 o C
(77 o F)
125 o C 225 o C
(437 o F)
Ацетали 0.23
Ацетон 0,16
Ацетилен (газ) 0,018
Акрил 0,2
Воздух, атмосфера16 0,02 0,0333 0,0398
Воздух, высота 10000 м 0,020
Агат 10,9
Спирт 0.17
Глинозем 36 26
Алюминий
Алюминий Латунь 121
Оксид алюминия 30 Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
Сурьма 18,5
Яблоко (85.6% влаги) 0,39
Аргон (газ) 0,016
Асбестоцементная плита 1) 0,744
Асбестоцементные листы 1) 0,166
Асбестоцемент 1) 2,07
Асбест в рыхлой упаковке 1) 0.15
Асбестовая плита 1) 0,14
Асфальт 0,75
Бальсовое дерево 0,048
Bitu
Слои битума / войлока 0,5
Говядина постная (влажность 78,9%) 0.43 - 0,48
Бензол 0,16
Бериллий
Висмут 8,1
Битум 0,17
0,02
Шкала котла 1,2 - 3,5
Бор 25
Латунь
Бризовый блок 0.10 - 0,20
Кирпич плотный 1,31
Кирпич огневой 0,47
Кирпич изоляционный 0,15
Кирпичная кладка обыкновенная ) 0,6 -1,0
Кирпичная кладка плотная 1,6
Бром (газ) 0,004
Бронза
Коричневая железная руда 0.58
Масло (содержание влаги 15%) 0,20
Кадмий
Силикат кальция 0,05
Углерод
Двуокись углерода (газ) 0,0146
Окись углерода 0,0232
Чугун
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 0.23

Ацетат целлюлозы, формованный, лист

0,17 - 0,33
Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 - 0,21
Цемент, Портленд
Цемент, строительный раствор 1,73
Керамические материалы
Мел 0.09
Древесный уголь 0,084
Хлорированный полиэфир 0,13
Хлор (газ) 0,0081
Хром
Оксид хрома 0,42
Глина, от сухой до влажной 0.15 - 1,8
Глина насыщенная 0,6 - 2,5
Уголь 0,2
Кобальт
Треска (влажность 83% содержание) 0,54
Кокс 0,184
Бетон, легкий 0,1 - 0,3
Бетон, средний 0.4 - 0,7
Бетон, плотный 1,0 - 1,8
Бетон, камень 1,7
Константан 23,3
Медь
Кориан (керамический наполнитель) 1,06
Пробковая плита 0,043
Пробка, повторно гранулированная 0.044
Пробка 0,07
Хлопок 0,04
Вата 0,029
Углеродистая сталь
0,029
Мельхиор 30% 30
Алмаз 1000
Диатомовая земля (Sil-o-cel) 0.06
Диатомит 0,12
Дуралий
Земля, сухая 1,5
Эбонит 0,17 0,17 11,6
Моторное масло 0,15
Этан (газ) 0.018
Эфир 0,14
Этилен (газ) 0,017
Эпоксидный 0,35
Этиленгликоль
Перья 0,034
Войлок 0,04
Стекловолокно 0.04
Волокнистая изоляционная плита 0,048
Фиброволокнистая плита 0,2
Огнеупорный кирпич 500 o C 1,4
Фтор (газ) 0,0254
Пеностекло 0,045
Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
Бензин 0,15
Стекло 1,05
Стекло, Жемчуг 0,18
Стекло, жемчуг, насыщенный 0,76
Стекло, окно 0.96
Стекловата Изоляция 0,04
Глицерин 0,28
Золото
Гранит 1,7 - 4,0
Графит 168
Гравий 0,7
Земля или почва, очень влажная зона 1.4
Земля или почва, влажная зона 1,0
Земля или почва, сухая зона 0,5
Земля или почва, очень засушливая зона 0,33
Гипсокартон 0,17
Волос 0,05
ДВП высокой плотности 0.15
Лиственные породы (дуб, клен ...) 0,16
Hastelloy C 12
Гелий (газ) 0,142
Мед ( 12,6% влажности) 0,5
Соляная кислота (газ) 0,013
Водород (газ) 0,168
Сероводород (газ) 0.013
Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
Инконель 15
Чугун 47-58
Изоляционные материалы 0,035 - 0,16
Йод 0,44
Иридий 147
Железо 01673
Капок изоляция 0,034
Керосин 0,15
Криптон (газ) 0,0088
Свинец , сухой 0,14
Известняк 1,26 - 1,33
Литий
Магнезиальная изоляция (85%) 0.07
Магнезит 4,15
Магний
Магниевый сплав 70-145
Мрамор 2,01673 - 2,9416
Ртуть, жидкость
Метан (газ) 0,030
Метанол 0.21
Слюда 0,71
Молоко 0,53
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04
Молибден
Монель
Неон (газ) 0,046
Неопрен 0.05
Никель
Оксид азота (газ) 0,0238
Азот (газ) 0,024
Закись азота 16 (газ)
Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
Масло, машинное смазывание SAE 50 0,15
Оливковое масло 0.17
Кислород (газ) 0,024
Палладий 70,9
Бумага 0,05
Парафиновый воск 934 916 934 Торф 0,08
Перлит, атмосферное давление 0,031
Перлит, вакуум 0.00137
Фенольные литые смолы 0,15
Фенолформальдегидные формовочные смеси 0,13 - 0,25
Фосфорбронза 110 159
Пек 0,13
Карьерный уголь 0.24
Штукатурка светлая 0,2
Штукатурка металлическая 0,47
Штукатурка песочная 0,71
Гипс деревянная рейка
Пластилин 0,65 - 0,8
Пластмассы вспененные (изоляционные материалы) 0.03
Платина
Плутоний
Фанера 0,13
Поликарбонат 0,19 99915 916
Полиэтилен низкой плотности, PEL 0,33
Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 - 0,51
Полиизопреновый каучук 0,13
Полиизопреновый каучук 0,16
Полиметилметакрилат 0,17 - 0,25 Полипропилен 0,1 - 0,22
Полистирол вспененный 0,03
Полистирол 0.043
Пенополиуритан 0,03
Фарфор 1,5
Калий 1
Картофель, сырая мякоть 0,5 Пропан (газ) 0,015
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
Стекло пирекс 1,005
Кварц минеральный 3
Радон (газ) 0,0033
Красный металл Красный металл 900 Рений
Родий
Порода, твердая 2-7
Порода вулканическая (туф) 0.5 - 2,5
Изоляция из каменной ваты 0,045
Канифоль 0,32
Резина, ячеистая 0,045
Каучук натуральный 0,13
Рубидий
Лосось (влажность 73%) 0,50
Песок сухой 0.15 - 0,25
Песок влажный 0,25 - 2
Песок насыщенный 2 - 4
Песчаник 1,7
Опилки 0,08
Селен
Овечья шерсть 0,039
Аэрогель кремнезема 0.02
Кремниевая литая смола 0,15 - 0,32
Карбид кремния 120
Кремниевое масло 0,1
Серебро
Серебро
Шлаковая вата 0,042
Сланец 2,01
Снег (температура <0 o C) 0.05 - 0,25
Натрий
Хвойные породы (пихта, сосна ..) 0,12
Почва, глина 1,1
Почва, с органическими вещество 0,15 - 2
Грунт, насыщенный 0,6 - 4

Припой 50-50

50

Сажа

0.07

Пар, насыщенный

0,0184
Пар, низкое давление 0,0188
Стеатит 2
Сталь углеродистая
Сталь, нержавеющая
Изоляция из соломенных плит, сжатая 0,09
Пенополистирол 0.033
Двуокись серы (газ) 0,0086
Сера кристаллическая 0,2
Сахар 0,087 - 0,22
9
Смола 0,19
Теллур 4,9
Торий
Древесина, ольха 0.17
Древесина, ясень 0,16
Древесина, береза ​​ 0,14
Лес, лиственница 0,12
Древесина16, клен
Древесина дубовая 0,17
Древесина осина 0,14
Древесина осина 0.19
Древесина, бук красный 0,14
Древесина, сосна красная 0,15
Древесина, сосна белая 0,15
Древесина ореха 0,15
Олово
Титан
Вольфрам
Уранретан
Вакуум 0
Гранулы вермикулита 0,065
Виниловый эфир 0,2516
Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
Пшеничная мука 0.45
Белый металл 35-70
Древесина поперек волокон, сосна белая 0,12
Древесина поперек волокон, бальза 0,055
Древесина поперек волокон, сосна желтая, древесина 0,147
Дерево, дуб 0,17
Шерсть, войлок 0.07
Древесная вата, плита 0,1 - 0,15
Ксенон (газ) 0,0051
Цинк

02 1) is плохо для здоровья человека, когда крошечные абразивные волокна попадают в легкие, где они могут повредить легочную ткань. Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, в результате чего возникают мезотелиома и рак легких.

Пример - кондуктивная теплопередача через алюминиевый бак по сравнению с баком из нержавеющей стали

Кондуктивная теплопередача через стенку ванны может быть рассчитана как

q = (k / s) A dT (1)

или альтернативно

q / A = (к / с) dT

где

q = теплопередача (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (ч фут 2 ))

k = теплопроводность ( Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

с = толщина стены (м, фут)
9000 3

Калькулятор теплопроводности

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

s = толщина стенки (м, фут)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

Примечание! - общая теплопередача через поверхность определяется « общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к кондуктивной теплопередаче зависит от

Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку горшка толщиной 2 мм - разность температур 80
o C

Теплопроводность алюминия 215 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(215 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

= 8600000 (Вт / м 2 )

= 8600 (кВт / м 2 )

Кондуктивная теплопередача через стенку емкости из нержавеющей стали толщиной 2 мм - разница температур 80
o C

Теплопроводность нержавеющей стали 17 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(17 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

= 680000 (Вт / м 2 )

= 680 (кВт / м 2 )

Электропроводность элементов и других материалов

  • Проводники представляют собой материалы со слабосвязанными валентными электронами - электроны могут свободно дрейфовать между атомами
  • Изоляторы имеют структуры, в которых электроны связаны с атомами ионными или ковалентными связями - ток почти не течет
  • Полупроводники - изолирующие материалы, в которых связи могут быть разорваны под действием приложенного напряжения освобожден и перемещен с одного освобожденного сайта валентности на другой.

Электропроводность

Электропроводность или удельная проводимость - это мера способности материала проводить электрический ток. Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению.

Электропроводность определяется как отношение плотности тока к напряженности электрического поля и может быть выражена как

σ = J / E (1)

где

σ = электрическая проводимость (1 / Ом м, 1/ Ом м, сименс / м, См / м, MHO / м)

J = плотность тока (ампер / м 2 )

E = электрическая напряженность поля (вольт / м)

One siemens - S - равна обратной величине one ohm и также обозначается как one mho.

Электропроводность некоторых распространенных материалов

Материал Электропроводность
- σ -
(1 / Ом · м, См / м, МО / м)
Алюминий 37,7 10 6
Бериллий 31,3 10 6
Кадмий 13,8 10 6
Кальций 29.8 10 6
Хром 7,74 10 6
Кобальт 17,2 10 6
Медь 59,6 10 6
Медь - отожженная 58,0 10 6
Галлий 6,78 10 6
Золото 45,2 10 6
Иридий 19.7 10 6
Железо 9,93 10 6
Индий 11,6 10 6
Литий 10,8 10 6
Магний 22,6 10 6
Молибден 18,7 10 6
Никель 14,3 10 6
Ниобий 6.93 10 6
Осмий 10,9 10 6
Палладий 9,5 10 6
Платина 9,66 10 6
Калий 13,9 10 6
Рений 5,42 10 6
Родий 21,1 10 6
Рубидий 7.79 10 6
Рутений 13,7 10 6
Серебро 63 10 6
Натрий 21 10 6
Стронций 7,62 10 6
Тантал 7,61 10 6
Технеций 6,7 10 6
Таллий 6.17 10 6
Торий 6,53 10 6
Олово 9,17 10 6
Вольфрам 18,9 10 6
Цинк 16,6 10 6
Морская вода 4,5 - 5,5
Вода - питьевая 0,0005 - 0,05
Вода - деионизированная 5.5 10 -6

Электропроводность элементов относительно серебра

,4
Элемент Электропроводность относительно серебра
Серебро 100,0
Медь 97,6
Золото 76,6
Алюминий 63,0
Тантал 54,6
Магний 39.4
Натрий 32,0
Бериллий 31,1
Барий 30,6
Цинк 29,6
Индий 27,0
24 Кадмий
Кальций 21,8
Рубидий 20,5
Цезий 20,0
Литий 18.7
Молибден 17,6
Кобальт 16,9
Уран 16,5
Хром 16,0
Марганец 15,8
15,8
Железо
Платина 14,4
Олово 14,4
Вольфрам 14,0
Осмий 14.0
Титан 13,7
Иридий 13,5
Рутений 13,2
Никель 12,9
Родий 12,6
Палладий Палладий
Сталь 12,0
Таллий 9,1
Свинец 8,4
Колумбий 5.1
Ванадий 5,0
Мышьяк 4,9
Сурьма 3,6
Ртуть 1,8
Висмут 1,4
Теллур 0,0

Электропроводность высокоочищенной воды

Удельное электрическое сопротивление

Электропроводность является обратной (обратной) величиной удельного электрического сопротивления.Удельное электрическое сопротивление может быть выражено как

ρ = 1/ σ (2)

где

ρ = удельное электрическое сопротивление (Ом · м 2 / м, Ом · м)

Сопротивление проводника

Сопротивление проводника можно выразить как

R = ρ l / A (3)

, где

R = сопротивление (Ом, Ом)

l = длина проводника (м)

A = площадь поперечного сечения проводника (м 2 )

Пример - сопротивление провода

Сопротивление 1000 м калибр медного провода # 10 с площадью поперечного сечения 5.26 мм 2 можно рассчитать как

R = (1,724 x 10 -8 Ом м 2 / м) (1000 м) / (( 5,26 мм 2 ) (10 - 6 м 2 / мм 2 ))

= 3,2 Ом

Преобразование удельного сопротивления и проводимости

900
Зерна / галлон
как CaCO 3
ppm 9410 9001 3 как CaCO ppm
NaCl
Электропроводность
мкмо / см
Удельное сопротивление
МОм / см
99.3 1700 2000 3860 0,00026
74,5 1275 1500 2930 0,00034
49,6 850 1000 1990 0,00050
24,8 425 500 1020 0,00099
9,93 170 200 415 0.0024
7,45 127 150 315 0,0032
4,96 85,0 100 210 0,0048
2,48 42,5 50 105 0,0095
0,992 17,0 20 42,7 0,023
0,742 12,7 15 32.1 0,031
0,496 8,50 10 21,4 0,047
0,248 4,25 5,0 10,8 0,093
0,099 1,70 2,0 4,35 0,23
0,074 1,27 1,5 3,28 0,30
0,048 0.85 1,00 2,21 0,45
0,025 0,42 0,50 1,13 0,88
0,0099 0,17 0,20 0,49 2,05
0,13 0,15 0,38 2,65
0,0050 0,085 0,10 0,27 3.70
0,0025 0,042 0,05 0,16 6,15
0,00099 0,017 0,02 0,098 10,2
0,00070 0,012 0,015 11,5
0,00047 0,008 0,010 0,076 13,1
0,00023 0.004 0,005 0,066 15,2
0,00012 0,002 0,002 0,059 16,9
  • зерна / галлон = 17,1 частей на миллион CaCO 3
Растворы

Электропроводность водных растворов, таких как

  • NaOH 4 - Каустическая сода
  • NH 4 Cl - Хлорид аммония, соляной аммиак
  • NaCl 2 - Поваренная соль
  • NaNO Нитрат натрия , Чилийская селитра
  • CaCl 2 - Хлорид кальция
  • ZnCl 2 - Хлорид цинка
  • NaHCO 3 - Бикарконат натрия, пищевая сода
  • Na 2 CO 3 карбонат натрия 3
  • CuSO 4 - Медный купорос, медный купорос

Термический Электропроводность

Материал Теплопроводность
(кал / сек) / (см 2 C / см)
Теплопроводность
(Вт / м · К) *
Алмаз... 1000
Серебро 1.01 406.0
Медь 0.99 385.0
Золото ... 314
Латунь ... 109,0
Алюминий 0,50 205,0
Железо 0,163 79,5
Сталь ... 50.2
Свинец 0,083 34,7
Ртуть ... 8,3
Лед 0,005 1,6
Стекло обычное 0,0025 0,8
Бетон 0,002 0,8
Вода при 20 ° C 0,0014 0,6
Асбест 0,0004 0.08
Снег (сухой) 0,00026 ...
Стекловолокно 0,00015 0,04
Кирпич изоляционный ... 0,15
Кирпич красный ... 0,6
Пробковая плита 0,00011 0,04
Войлок шерстяной 0,0001 0,04
Минеральная вата... 0,04
Полистирол (пенополистирол) ... 0,033
Полиуретан ... 0,02
Дерево 0,0001 0,12-0,04
Воздух при 0 ° C 0,000057 0,024
Гелий (20 ° C) ... 0,138
Водород (20 ° C) ... 0,172
Азот (20 ° C)... 0,0234
Кислород (20 ° C) ... 0,0238
Аэрогель кремнезема ... 0,003

* Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд. Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и диоксида кремния из Справочника по химии и физике CRC.

Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см 2 C / см) = 419 Вт / м K. Имея это в виду, два приведенных выше столбца не всегда совпадают.Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными.

Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана может быть принято как номинальное значение, которое определяет пенополиуретан как один из лучших изоляторов. NIST опубликовал процедуру численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http://cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана, наполненного фреоном, плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0.022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO 2 с плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК.

Индекс

Таблицы

Каталожный номер
Young
Ch 15.

Таблица удельного сопротивления

Материал Удельное сопротивление ρ
(Ом · м)
Температура
коэффициент α
на градус C
Электропроводность σ
x 10 7 / Ом · м
Ref
Серебро 1.59 x10 -8 .0038 6,29 3
Медь 1,68 x10 -8 .00386 5,95 3
Медь, отожженная 1,72 x10 -8 .00393 5,81 2
Алюминий 2,65 x10 -8 .00429 3,77 1
Вольфрам 5.6 x10 -8 .0045 1,79 1
Железо 9,71 x10 -8 .00651 1,03 1
Платина 10,6 x10 -8 .003927 0,943 1
Манганин 48,2 x10 -8 .000002 0,207 1
Свинец 22 x10 -8 ... 0,45 1
Меркурий 98 x10 -8 .0009 0,10 1
Нихром
(сплав Ni, Fe, Cr)
100 x10 -8 .0004 0,10 1
Константан 49 x10 -8 ... 0,20 1
Углерод *
(графит)
3-60 x10 -5 -.0005 ... 1
Германий * 1-500 x10 -3 -,05 ... 1
Кремний * 0,1- 60 ... -.07 ... 1
Стекло 1-10000 x10 9 ... ... 1
Кварц
(плавленый)
7.5 x10 17 ... ... 1
Твердая резина 1-100 x10 13 ... ... 1

* Удельное сопротивление полупроводников сильно зависит от наличия примесей в материале, что делает их полезными в твердотельной электронике.

Ссылки:

1. Джанколи, Дуглас К., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995).

2. Справочник по химии и физике CRC, 64-е изд.

3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость.

Индекс

Таблицы

Ссылка
Giancoli

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *