Geleidingsvermoë: Verskil tussen weergawes

Content deleted Content added
Jcwf (besprekings | bydraes)
Jcwf (besprekings | bydraes)
No edit summary
Lyn 1:
Die '''geleidingsvermoë''' of '''geleibaarheid''' is die vermoë om elektriese stroom te gelei. Daar is party nouverwante begrippe, simbole en eenhede wat gebruik word om dit te bemeet.
 
== Ladinsgdraers ==
Die geleiding word deur die vloei van ladingsdraers veroorsaak en daar is verskeie tipes.
 
=== Elektroniese geleiding ===
In metale is daar groot aantalle elektrone wat 'n hoë mobiliteit besit. Omdat hulle lading negatief is beweeg hulle in die teenoorgestelde rigting van die stroomrigting.
 
In halfgeleiers is daar minder ladingsdraers maar hulle kan wel 'n hoë mobiliteit hê. In N-tipe-halfgeleiers is die draers elektrone e<sup>-</sup> wat in die teenoorgestelde rigting van die stroom geweeg, maar in P-tipe-halfgeleider is hulle holtes h<sup>+</sup> wat as positiewe draers gedra en in die stroomrigting vloei.
 
=== Ioniese geleiding ===
In elektroliete, soos soutoplossings in water, of in gesmelte soute is daar geen elektrone wat kan beweeg nie, maar daar is positief-gelaaide katione, wat in die stroomrigting en negatiewe anione wat teen die stroomrigting kan beweeg. Omdat hulle baie groter en swaarder is as elektrone is die mobiliteit kleiner en afhanklik van die ioon en sy konsentrasie.
 
Daar bestaan ook vastestowwe waarin ione deur die vaste kristalrooster kan beweeg. In {{chem|Ag|I}} is byvoorbeeld die silwer-katione mobiel en kan in die stroonrigting beweeg. Daar is ook vastestowwe waar anione kan beweeg. Die mobiliteit kan dié van vloeistowwe benader.
 
== Gemengde geleiding ==
In sommige stowwe soos β-{{chem|Ag|2|S}} word altwee ioniese en elektroniese geleiding aangetref. Hulle word gemengde geleiers genoem
 
== Geleibaarheid ==
Line 6 ⟶ 21:
Die geleidingsvermoë, geleibaarheid of konduktansie is 'n eienskap van 'n ''objek'' en dit word in die eenheid [[Siemens]] gemeet. Dit is die omgekeerde van weerstand ([[Resistor|resistansie]]), d.w.s. '''1/R'''.
 
:::<math>\frac{1}{R}=\frac {I}{U}</math>
:Vergelyk: <math>{R}=\frac {U}{I}</math>
 
Line 13 ⟶ 28:
[[U(si)|U]] = spanningverskil
 
Die geleidingsvermoë is die omgekeerde van die weerstand.
 
== Spesifieke geleibaarheid ==
 
Die geleidingsvermoë van 'n genormeerde gedimensioneerde stuk van 'n geleier (met lengte <math>l</math> en deursnee <math>A</math>) is die omgekeerde van die [[Elektriese resistiwiteit|''spesifieke'' weerstand]] ρ (grieks: rho) en word as die spesifieke geleidingsvermoë, spesiefieke geleibaarheid, of konduktiwiteit σ benoem. Hierdie waarde is 'n eienskap van die ''materiaal'' waaruit die objek bestaan. (Spesifiek vir koper, water ensomeer)
Line 24 ⟶ 39:
:<math>\varrho= \frac{R.l}{A}</math>
 
Die afgeleide [[SI]]-eenheid van die spesifieke geleidingsvermoë is S/m (Siemens per meter), ook A/(V·m). Gebruiklik is ook S/cm, m/Ω·mm² en S·m/mm², waarby die samehang 1 S/cm = 100 S/m en 1 &nbsp;m/Ω·mm² = S·m/mm² = 100 S/m geld.
 
=== Van der Pauw-metode ===
[[Lêer:VanderPauwContactPlacement.jpg|duimnael|Konfigurasie met vier kontakte vir die Van der Pauw-metode]]
Om die spesifieke geleibaarheid van 'n vastestof te bepaal word dikwels van 'n metode met vier kontakte (pleks van net twee) gebruik gemaak, wat deur L.J. van der Pauw wat vir Philips in Eindhoven, Nederland gewerk het, ontwikkel is.<ref>{{webaanhaling|url=http://electron.mit.edu/~gsteele/vanderpauw/vanderpauw.pdf|titel=''A method of measuring the resistivity and Hall coefficient on lamellae of arbitrary shape'' {{Outeur|L.J. van der Pauw}} Philips technical review 26, 1958/59, bls. 220}}</ref> Die kontakte is 'n probleem by metings van die geleibaarheid omdat hulle self dikwels 'n hoë weerstand besit. In die Van der Pauw-metode word op twee kontakte 'n spanning aangelê om 'n stroom deur die materiaal te voer. Die ander twee word gebruik om die spanningsverval oor die materiaal stroomloos te meet. Hul kontakweerstand is nie belangrik omrede daar geen stroom deur die meetkontak vloei nie.
Line 33 ⟶ 48:
In oplossings wat ione bevat (elektroliete), weerspieël die geleidingsvermoë bewegings van die ione wat veroorsaak word deur die spanningsverskil tussen die elektrodes.
 
Hierdie geleidingsvermoë hang van party faktore af soos die ladings en die grootte van die ione, hulle konsentrasies, die oplosmiddel, die temperatuur ensomeer.
Daar word onderskei tussen die molêre geleidingsvermoë of molêre geleibaarheid<ref>Merk op dat dit ook 'n spesifieke waarde is: die spesifieke geleibaarheid van 'n oplossing van 1M konsentrasie.</ref>:
:<math>\Lambda_m= \frac{\sigma}{c}</math> met eenhede <math>\frac{S.cm^2}{mol}</math>
en die ekwivalente geleidingsvermoë:
:<math>\Lambda_{eq}= \frac{\Lambda_m}{|z|}</math> met eenhede <math>\frac{S.cm^2}{eq}</math>
 
<math>\Lambda_m</math> word gedefinieer as die geleidingsvermoë van 'n (waterige) oplossing van konsentrasie 1 mol/L wat geplaas word tussen twee ewewydige elektrodes wat op 1 &nbsp;cm afstand van mekaar geplaas is.
Die ekwivalente eenhede bring die feit in rekening dat ione met hoër ladings '''z''' sterker deur die spanning voortbeweeg word.
 
== Kohlrausch se wet ==
Die waarde van <math>\Lambda_m</math> of <math>\Lambda_{eq}</math> is nie konstant met die konsentrasie nie. F. Kohlrausch het gevind dat vir verdunde oplossings dit afhang van die wortel van die konsentrasie:<ref>{{webaanhaling|url=http://www.aqion.de/site/70|titel=aqion}}</ref>
 
Line 53 ⟶ 68:
Die molêre geleidingsvermoë se verdunningslimiet vir <math>c\to 0</math> (<math>\Lambda^o_m</math>) is vir sterke elektroliete die som van die bydraes van die indiwiduele ione:
 
:<math>\Lambda^0_m = \nu_+\Lambda^+_m + \nu_-\Lambda^-_m</math>
 
Die koëffisiënte <math>\nu_+</math> en <math>\nu_-</math> is die stoigiometriese koëffisiënte van die opgeloste elektroliet.
Line 59 ⟶ 74:
Waardes van die verdunningslimiete <math>\Lambda^+_m </math> en <math>\Lambda^-_m</math> is bekend vir talle katione en anione.
 
== Terminologie ==
{| class="wikitable"
!Engels!!Nederlands!!Afrikaans!!Eenheid!!Simbool
|-
|conductance ||geleidingsvermogen<br />geleidbaarheid<br />conductantie||geleidingsvermoë<br />geleibaarheid<br />konduktansie||Siemens [S]||G
|-
|conductivity||soortelijke geleidbaarheid<br />conductiviteit||spesifieke geleibaarheid<br />spesifieke geleidingsvermoë<br />konduktiwiteit||[S/m]||<math>\sigma</math>
|-
|molar conductivity||molaire geleidbaarheid<br />molaire conductiviteit||molêre geleibaarheid<br />molêre konduktiwiteit||<math>[\frac{Sm^2}{mol}]</math>||<math>\Lambda_m</math>
|}
 
== Sien ook ==
*[[Resistor]]
== Verwysings ==
{{Verwysings}}