KELAKUAN: FORMULA, PENGIRAAN, CONTOH, LATIHAN - FIZIKAL - 2026

The kealiran pengalir ditakrifkan sebagai betapa mudahnya adalah untuk membolehkan pas arus elektrik. Ia tidak hanya bergantung pada bahan yang digunakan untuk pembuatannya, tetapi juga pada geometri: panjang dan luas keratan rentas.

Simbol yang digunakan untuk kekonduksian adalah G, dan ia adalah kebalikan dari rintangan elektrik R, kuantiti yang sedikit lebih biasa. Unit SI untuk kekonduksian adalah kebalikan dari ohm, dilambangkan Ω ^-1 dan dipanggil siemens (S).

Rajah 1. Kekonduksian bergantung pada bahan dan geometri konduktor. Sumber: Pixabay.

Istilah lain yang digunakan dalam elektrik yang terdengar serupa dengan kekonduksian dan yang berkaitan adalah kekonduksian dan konduksi, tetapi mereka tidak boleh dikelirukan. Istilah pertama dari istilah ini adalah hak milik intrinsik bahan dari mana konduktor dibuat, dan yang kedua menerangkan aliran cas elektrik melaluinya.

Bagi konduktor elektrik dengan keratan rentas kawasan A, panjang L dan kekonduksian σ, kekonduksian diberikan oleh:

Semakin tinggi kekonduksian, semakin tinggi kekonduksiannya. Juga, semakin besar luas keratan rentas, semakin mudah konduktor mengalirkan arus. Sebaliknya, semakin besar panjang L, semakin rendah kekonduksian, kerana pembawa arus kehilangan lebih banyak tenaga pada jalan yang lebih panjang.

Bagaimana pengalir dikira?

Kekonduksian G bagi konduktor dengan luas keratan rentas malar dikira mengikut persamaan yang diberikan di atas. Ini penting, kerana jika keratan rentas tidak tetap, anda harus menggunakan kalkulus integral untuk mencari rintangan dan kekonduksian.

Oleh kerana ia adalah kebalikan dari rintangan, kekonduksian G dapat dikira dengan mengetahui bahawa:

Sebenarnya, rintangan elektrik konduktor dapat diukur secara langsung dengan multimeter, sebuah alat yang juga mengukur arus dan voltan.

Unit kekonduksian

Seperti yang dikatakan pada awalnya, unit konduktansi dalam sistem antarabangsa adalah Siemens (S). Suatu konduktor dikatakan mempunyai kekonduksian 1 S jika arus yang melaluinya meningkat sebanyak 1 ampere untuk setiap volt perbezaan yang berpotensi.

Mari kita lihat bagaimana hal itu dapat dilakukan melalui undang-undang Ohm, jika tertulis dari segi kelakuan:

Di mana V ialah voltan atau perbezaan potensi antara hujung konduktor dan I adalah intensiti arus. Dari segi besarnya, formula seperti ini:

Dahulu unit konduktif adalah mho (ohm ditulis ke belakang) dilambangkan sebagai Ʊ, yang merupakan omega modal terbalik. Notasi ini tidak digunakan lagi dan digantikan oleh Siemens untuk menghormati jurutera dan pencipta Jerman Ernst Von Siemens (1816-1892), pelopor telekomunikasi, tetapi keduanya sama sekali sama.

Rajah 2. Kekonduksian berbanding rintangan. Sumber: Wikimedia Commons. Pemikir

Dalam sistem pengukuran lain, statsiemens (statS) (dalam sistem cgs atau sentimeter-gram-detik) dan absiemens (abS) (sistem cgs elektromagnetik) digunakan dengan "s" pada akhir, tanpa menunjukkan tunggal atau jamak, dan yang berasal dari nama yang betul.

Beberapa persamaan

1 statS = 1.11265 x 10 ^-12 siemens

1 abS = 1 x 10 ⁹ siemens

Contoh

Seperti disebutkan sebelumnya, memiliki ketahanan, konduktansi segera diketahui ketika menentukan nilai terbalik atau timbal balik. Dengan cara ini, rintangan elektrik 100 ohm bersamaan dengan 0.01 siemens, misalnya.

Berikut adalah dua lagi contoh penggunaan kekonduksian:

Kekonduksian dan kekonduksian

Ini adalah istilah yang berbeza, seperti yang telah ditunjukkan. Kekonduksian adalah sifat bahan yang dibuat oleh konduktor, sedangkan konduktiviti sesuai dengan konduktor.

Kekonduksian dapat dinyatakan dalam istilah G sebagai:

σ = G. (L / A)

Berikut adalah jadual dengan kekonduksian bahan konduktif yang sering digunakan:

Jadual 1. Kekonduksian, resistiviti dan pekali termal beberapa konduktor. Suhu rujukan: 20 ºC.

Logam	σ x 10 6 (S / m)	ρ x 10 -8 (Ω.m)	α ºC -1
Perak	62.9	1.59	0.0058
Tembaga	56.5	1.77	0.0038
Emas	41.0	2.44	0.0034
Aluminium	35.4	2.82	0.0039
Tungsten	18.0	5.60	0.0045
Besi	10.0	10.0	0.0050

Apabila anda mempunyai litar dengan perintang secara selari, kadangkala perlu mendapatkan rintangan yang setara. Mengetahui nilai rintangan setara membolehkan menggantikan satu nilai untuk set perintang.

Rajah 3. Gabungan perintang secara selari. Sumber: Wikimedia Commons. Tidak ada pengarang yang boleh dibaca mesin. Soteke menganggap (berdasarkan tuntutan hak cipta). .

Untuk konfigurasi perintang ini, rintangan setara diberikan oleh:

G _eq = G ₁ + G ₂ + G ₃ +… G _n

Iaitu, kekonduksian setara adalah jumlah kekonduksian. Sekiranya anda ingin mengetahui daya tahan yang setara, ubah hasilnya.

Latihan

- Latihan 1

a) Tuliskan hukum Ohm dari segi kelakuan.

b) Cari kekonduksian wayar tungsten sepanjang 5.4 cm dan diameter 0.15 mm.

c) Sekarang arus 1.5 A dilalui wayar. Apakah perbezaan potensi antara hujung konduktor ini?

Penyelesaian untuk

Dari bahagian sebelumnya anda mesti:

V = I / G

Mengganti yang terakhir pada yang pertama, ia kelihatan seperti ini:

Di mana:

-Saya adalah intensiti arus.

-L ialah panjang konduktor.

-σ adalah kekonduksian.

-A adalah luas keratan rentas.

Penyelesaian b

Untuk mengira kekonduksian wayar tungsten ini, kekonduksiannya diperlukan, yang terdapat dalam Jadual 1:

σ = 18 x10 ⁶ S / m

L = 5.4 cm = 5.4 x 10 ^-2 m

D = 0. 15 mm = 0.15 x 10 ^-3 m

A = π.D ² /4 = π. (0.15 x 10 ^-3 m) ² /4 = 1.77 x 10 ^-8 m ²

Mengganti persamaan yang kita ada:

G = σ. A / L = 18 x10 ⁶ S / m. 1.77 x 10 ^-8 m ² / 0.15 x 10 ^-3 m = 2120.6 S.

Penyelesaian c

V = I / G = 1.5 A / 2120.6 S = 0.71 mV.

- Latihan 2

Cari rintangan setara dalam litar berikut dan ketahui bahawa i _o = 2 A, hitung i _x dan kuasa yang dilepaskan oleh litar:

Rajah 4. Litar dengan perintang selari. Sumber: Alexander, C. 2006. Asas litar elektrik. Ke-3. Edisi. Bukit McGraw.

Penyelesaian

Rintangan disenaraikan: R ₁ = 2 Ω; R ₂ = 4 Ω; R ₃ = 8 Ω; R ₄ = 16 Ω

Kemudian kekonduksian dikira dalam setiap kes: G ₁ = 0.5 Ʊ; G ₂ = 0.25 Ʊ; G ₃ = 0.125 Ʊ; G ₄ = 0.0625 Ʊ

Dan akhirnya mereka ditambahkan seperti yang ditunjukkan sebelumnya, untuk mencari kekonduksian setara:

G _eq = G ₁ + G ₂ + G ₃ +… G _n = 0.5 Ʊ + 0.25 Ʊ + 0.125 Ʊ + 0.0625 Ʊ = 0.9375 Ʊ

Oleh itu R _eq = 1.07 Ω.

Voltan merentasi R ₄ ialah V ₄ = i _o . R ₄ = 2 A. 16 Ω = 32 V, dan sama untuk semua perintang, kerana ia disambungkan secara selari. Maka adalah mungkin untuk mencari arus yang mengalir melalui setiap perintang:

-i ₁ = V ₁ / R ₁ = 32 V / 2 Ω = 16 A

-i ₂ = V ₂ / R ₂ = 32 V / 4 Ω = 8 A

-i ₃ = V ₃ / R ₃ = 32 V / 8 Ω = 4 A

-i _x = i ₁ + i ₂ + i ₃ + i _o = 16 + 8 + 4 + 2 A = 30 A

Akhirnya, kuasa P yang hilang adalah:

P = (i _x ) ² . R _eq = 30 A x 1.07 Ω = 32.1 W

Rujukan

1. Alexander, C. 2006. Asas litar elektrik. Ke-3. Edisi. Bukit McGraw.
2. Penukaran megaampere / millivolt ke absiemens Calculator. Dipulihkan dari: pinkbird.org.
3. García, L. 2014. Elektromagnetisme. Ke-2. Edisi. Universiti Perindustrian Santander. Colombia.
4. Knight, R. 2017. Fizik untuk Saintis dan Kejuruteraan: Pendekatan Strategi. Pearson.
5. Roller, D. 1990. Fizik. Elektrik, Magnetisme dan Optik. Jilid II. Reverté Pengarang.
6. Wikipedia. Kekonduksian elektrik. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Siemens. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.