в чем измеряется удельная электропроводность
Как же измеряется содержание солей в жидкости? Раньше приходилось выпаривать воду в ёмкости, остаток солей принимать за ориентир. Сегодня достаточно погрузить прибор в воду и в считанные секунды мы уже в курсе сколько ppm содержит жидкость, но об этом чуть позднее.
Растения требуют определенного уровня TDS, определенный период питания растений характеризуется определенной программой: вегетативное развитие, цветение и получение плодов. В качестве единицы уровня насыщенности минералами принято считать миллиграмм на литр, что означает массу соли растворенную в одном литре воды.
Иногда уровень минерализации определяется зависимостью частиц соли на миллион частиц воды. Сокращенно: ppm (parts per million).
Удельная электропроводность
Электропроводность часто называют кондуктометрией – электрохимический метод исследований, который основан на измерении электропроводности растворов. От того, насколько проводит ток вещество, зависит морфология растения. Это очень важно при сборе конечного урожая (качества и количества). Кондуктометр и есть прибор, которым измеряют проводимость растворов. Большинство современных устройств имеют показатели таких значений, как EC и ppm.
Интересно, что дистиллированная вода не проводит электричество. Она имеет бесконечный запас электропроводности. Как только соли попадают в воду, через нее начинает проходить ток. Чем больше соли будет в воде, тем больше проводимость у жидкости.
Соли имеют различную электропроводность. Чем выше проводимость воды, тем выше должна быть концентрация солей. Соленую воду растениям поглощать сложнее. С помощью специальных приборов можно быстро измерить удельную проводимость воды. Сегодня существует большое количество способов проверить состав воды любого происхождения.
Стоимость TDS-метра бывает разной. Все зависит от его оснащения. Несмотря на цену, прибор очень чувствителен к механическим повреждениям. Потому очень важно обращаться с прибором аккуратно. Перед использованием оборудования прочтите инструкцию и откалибруйте.
Единицы измерения ЕС
Основной единицей сопротивления является Ом. Удельная проводимость, как известно, величина, обратная сопротивлению. Ее измеряют в Сименсах.
Разница между TDS, PPM, EC сложнее чем может показаться. Одна измерительная базовая основа в различных системах показывает разные данные. Основной считается EC, но например большинство производителей Америки применяют PPM, в европе же своя история. Производители используют различные стандартные значения преобразования между PPM, EC, CF. В системе гидропоники чаще всего применяются шкалы:
Итак, ppm: 1000 Ppm = 1 Ppt (Частей на триллион).
Далее EC: 1000 µS (Микросименс/см) = 1 mS (Миллисименс/см).
Итог: 1 µS (Микросименс/см) = 1 EC = 10 CF.
Остается добавить, что карманные TDS-метры используют шкалу 500, и если производитель дает рекомендации в ЕС, по этой таблице легко получить РРМ
Удельная проводимость
Удельная проводимость
Уде́льная проводи́мость (уде́льная электропрово́дность) — мера способности вещества проводить электрический ток. (Точнее следует говорить об электропроводности среды, т.к. не имеется в виду обязательно химически чистое вещество; эта величина различна для разных веществ или смесей, сплавов и т.п.). В линейном изотропном веществе плотность возникающего тока прямо пропорциональна электрическому полю (см. Закон Ома) Удельной проводимостью называют величину, обратную удельному сопротивлению.
В неоднородной среде σ может зависеть (и в общем случае зависит) от координат, т.е. не совпадает в различных точках проводника.
В анизотропных средах формула остаётся той же, но σ является тензором 2 ранга, и векторы плотности тока и напряжённости поля, вообще говоря, не коллинеарны.
Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.
Удельная проводимость некоторых веществ
Удельной проводимостью называют величину, обратную удельному сопротивлению. (см. удельное сопротивление).
Удельная проводимость при температуре 20 °C:
| вещество | См/м |
|---|---|
| платина | 5 800 000 |
| золото | 43 470 000 |
| серебро | 62 500 000 |
| медь | 58 800 000 |
| алюминий | 36 000 000 |
| иридий | 21 090 000 |
| молибден | 18 500 000 |
| вольфрам | 18 180 000 |
| цинк | 16 940 000 |
| никель | 11 500 000 |
| железо чистое | 10 000 000 |
| иридий | 9 350 000 |
| олово | 8 330 000 |
| сталь литая | 7 690 000 |
| свинец | 4 810 000 |
| нейзильбер | 3 030 000 |
| константан | 2 000 000 |
| манганин | 2 330 000 |
| ртуть | 1 040 000 |
| нихром | 893 000 |
| графит | 125 000 |
| вода морская | 3 |
| земля влажная | 10 −2 |
| вода дистилл. | 10 −4 |
| мрамор | 10 −8 |
| Сжиженные углеводородные газы | 1.2*10 −10 |
| стекло | 10 −11 |
| фарфор | 10 −14 |
| кварцевое стекло | 10 −16 |
| янтарь | 10 −18 |
Источник данных: Кухлинг Х. Справочник по физике. Пер. с нем., М.: Мир, 1982, стр. 475 (табл. 39); значения удельной проводимости вычислены из удельного сопротивления и округлены до 3 значащих цифр.
Электрическая проводимость
 Классическая электродинамика | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| Электричество · Магнетизм | ||||||||||||
| ||||||||||||
| См. также: Портал:Физика |
Содержание
Удельная проводимость
Удельной проводимостью (удельной электропроводностью) называют меру способности вещества проводить электрический ток. Согласно закону Ома в линейном изотропном веществе удельная проводимость является коэффициентом пропорциональности между плотностью возникающего тока и величиной электрического поля в среде:
В неоднородной среде σ может зависеть (и в общем случае зависит) от координат, то есть не совпадает в различных точках проводника.
Удельная проводимость анизотропных (в отличие от изотропных) сред является, вообще говоря, не скаляром, а тензором (симметричным тензором ранга 2), и умножение на него сводится к матричному умножению:
векторы же плотности тока и напряжённости поля в этом случае, вообще говоря, не коллинеарны.
Для любой линейной среды можно выбрать локально (а если среда однородная, то и глобально) ортогональную систему координат (собственные оси тензора проводимости), в которой тензор проводимости диагонализуется. В таких координатах соотношение упрощается и записывается так:
(но такое соотношение для анизотропной среды реализуется только в одних выделенных координатах) [2]
Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.
Электрическая проводимость G проводника длиной L с площадью поперечного сечения S может быть выражена через удельную проводимость вещества, из которого сделан проводник, следующей формулой:
Связь с коэффициентом теплопроводности
Закон Видемана — Франца устанавливает однозначную связь удельной электрической проводимости 
с коэффициентом теплопроводности 
:
Электропроводность металлов
Ещё задолго до открытия электронов было экспериментально показано, что прохождение тока в металлах не связано, в отличие от тока в жидких электролитах, с переносом вещества металла. Опыт состоял в том, что через контакт двух различных металлов, например золота и серебра, в течение времени, исчисляемого многими месяцами, пропускался постоянный электрический ток. После этого исследовался материал вблизи контактов. Было показано, что никакого переноса вещества через границу не наблюдается и вещество по различные стороны границы раздела имеет тот же состав, что и до пропускания тока. Эти опыты показали, что атомы и молекулы металлов не принимают участия в переносе электрического тока, но они не ответили на вопрос о природе носителей заряда в металлах.
Опыты Толмена и Стюарта
Прямым доказательством, что электрический ток в металлах обуславливается движением электронов, были опыты Толмена и Стюарта, проведённые в 1916 г. Идея этих опытов была высказана Мандельштамом и Папалекси в 1913 г.
Возьмём катушку, которая может вращаться вокруг своей оси. Концы катушки с помощью скользящих контактов замкнуты на гальванометр. Если находящуюся в быстром вращении катушку резко затормозить, то свободные электроны в проволоке продолжат двигаться по инерции, в результате чего гальванометр должен зарегистрировать импульс тока.
При достаточно плотной намотке и тонких проводах можно считать, что линейное ускорение катушки при торможении 
направлено вдоль проводов. При торможении катушки к каждому свободному электрону приложена сила инерции — 
направленная противоположно ускорению ( 
— масса электрона). Под её действием электрон ведёт себя в металле так, как если бы на него действовало некоторое эффективное электрическое поле:
Поэтому эффективная электродвижущая сила в катушке, обусловленная инерцией свободных электронов, равна
где L — длина провода на катушке. [4]
Введём обозначения: I — сила тока, протекающего по замкнутой цепи, R — сопротивление всей цепи, включая сопротивление проводов катушки и проводов внешней цепи и гальванометра. Запишем закон Ома в виде:
Тогда за время торможения через гальванометр пройдёт заряд
Удельная проводимость некоторых веществ
Удельная проводимость приведена при температуре 20 °C [5] :
Электропроводность воды
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.
Что такое электропроводность воды
Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.
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:
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:
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
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:
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:
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
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.
Удельная электропроводность
Смотреть что такое «Удельная электропроводность» в других словарях:
УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — физ. величина s, равная электропроводности цилиндрич. проводника единичной длины и единичной площади сечения; У. э. связана с уд. сопротивлением r соотношением s=1/r. Её принято измерять в единицах: сименс (Ом 1) на метр или на сантиметр (См/м… … Физическая энциклопедия
удельная электропроводность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN conductivityelectrical conductivityspecific conductivity … Справочник технического переводчика
Удельная электропроводность — Удельная проводимость (Удельная электропроводность) мера способности вещества проводить электрический ток. (Точнее следует говорить об электропроводности среды, т.к. не имеется в виду обязательно химически чистое вещество; эта величина различна… … Википедия
удельная электропроводность — savitasis laidis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. conductivity; electrical conductivity; specific conductivity vok. spezifischer Leitwert, m rus. удельная проводимость, f; удельная электропроводность, f pranc. conductibilité… … Automatikos terminų žodynas
удельная электропроводность — savitasis elektrinis laidis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas savitajai varžai. Matavimo vienetas – simensas metrui (S/m). atitikmenys: angl. electric conductivity vok. spezifischer… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
удельная электропроводность — savitasis elektrinis laidis statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas savitajai varžai (S/m). atitikmenys: angl. electric conductivity; electrical conductivity rus. удельная электропроводность … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
удельная электропроводность — savitasis elektrinis laidis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric conductivity; electrical conductivity vok. spezifische Leitfähigkeit, f; spezifischer Leitwert, m rus. удельная электропроводность, f pranc. conductivité électrique … Fizikos terminų žodynas
удельная электропроводность — Syn: удельная электропроводимость … Металлургический словарь терминов
удельная электропроводность воды — Электропроводность единицы объема воды. [ГОСТ 30813 2002] Тематики водоснабжение и канализация в целом EN electrical conductivity DE elektrische Leitfahigkeit FR conductivite electrique … Справочник технического переводчика
удельная электропроводность при накоплении — (напр. отложений) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN cumulated conductivity … Справочник технического переводчика