Orang pertama yang bereksperimen dengan konduktivitas listrik adalah Stephen Grey. Dia adalah tukang celup & astronom Inggris. Ia lahir di Inggris pada Desember 1666 dan meninggal di London pada 7 Februari 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm , Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson adalah ilmuwan lain yang mengamati proses konduktivitas listrik dengan menggunakan berbagai jenis logam dalam eksperimen mereka. Di masa lalu, orang menggunakan batu bara untuk menghasilkan listrik di industri, rumah, kapal, mesin, kotak besi, dll. Artikel ini membahas ikhtisar tentang konduktivitas listrik.
Apa itu Konduktivitas Listrik?
Konduktivitas listrik diartikan sebagai salah satu jenis konduktivitas yang mempunyai kemampuan suatu zat atau bahan untuk menghantarkan listrik pada suatu daerah tertentu yang dapat kita sebut juga sebagai konduktivitas atau konduktivitas elektrolit atau konduktivitas atau EC. Simbol konduktivitas listrik diwakili oleh sigma (σ).
Ketika ion hadir dalam larutan maka hanya zat yang mengirimkan listrik. Ion didefinisikan sebagai partikel yang membawa muatan positif (+) atau negatif (-) dalam larutan. Ini diukur dengan EC meter. Satuan Konduktivitas: Satuan SI konduktivitas adalah Siemen per meter (s / m), yang ditemukan oleh Werner Von Siemens dan Johann Georg Halske.
Tinjauan Konduktivitas Listrik
Konduktivitas Listrik adalah proses yang menghantarkan listrik menggunakan logam yang berbeda. Perangkat yang mengubah listrik energi listrik menjadi energi lain. Perangkat listrik mengkonsumsi lebih banyak daya untuk konduksi arus dan hanya bekerja pada tegangan tinggi. Beberapa perangkat listrik tersebut adalah pemanas air, televisi, oven microwave, pengering rambut, penggiling, penyedot debu, kipas angin, lemari es, dll.
Saat ini kami mendapatkan listrik dengan menggunakan berbagai jenis logam seperti perak, aluminium, emas, air, kuningan, timah, timbal, merkuri, grafit, tembaga, baja, besi, air laut, jus lemon, beton, dll. konduktor yang menghantarkan listrik. Beberapa konduktor buruk adalah Kaca, kertas, kayu, madu, plastik, karet, udara, Sulfur, gas, minyak, berlian, dll yang tidak menghantarkan listrik.
Material terdiri dari dua jenis yaitu logam dan non logam. Itu konduktivitas listrik logam adalah logam adalah konduktor baik yang menghantarkan listrik dan non-logam adalah konduktor buruk yang tidak menghantarkan listrik.
jenis-bahan
EC Meter
EC meter digunakan untuk mengukur konduktivitas listrik air untuk memeriksa kemurnian air. Ini terdiri dari gelombang persegi 24 kHz generator , sensor probe platinum, konverter I – V, penyearah, filter, modul IoT, Atmega 328 mikrokontroler , dan sensor temperatur . Diagram blok meteran EC ditunjukkan di bawah ini:
ec-meter-blok-diagram
- Generator Gelombang Persegi: Generator gelombang persegi hanya menghasilkan sinyal digital dalam bentuk gelombang persegi karena tingkat amplitudo terbatas.
- Sensor Probe Platinum: Output dari generator gelombang persegi diberikan sebagai input ke probe sensor, yang terbuat dari platina. Ini adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan lingkungan.
- Konverter I - V: Ini digunakan untuk menghasilkan tegangan (v) yang sebanding dengan arus yang diberikan (i).
- Penyearah: Rectifier adalah perangkat listrik yang mengubah ac (arus bolak-balik) menjadi dc (arus searah).
- Saring: Ini adalah perangkat yang digunakan untuk menghilangkan kotoran dalam cairan atau gas.
- Modul IoT: Ini adalah perangkat elektronik kecil yang tertanam dalam mesin dan benda. Ini digunakan untuk mengirim dan menerima data melalui jaringan nirkabel.
- Mikrokontroler Atmega328: Ini adalah IC (Sirkuit Terpadu) tertanam di perangkat elektronik dan ukurannya sangat kecil.
- Sensor temperatur: Ini adalah salah satu jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi atau merasakan suhu di lingkungan dan perangkat elektronik.
Konduktivitas Listrik Air
Konduktivitas listrik air melewati arus ketika kita menambahkan garam, gula atau pelarut lain yang larut dalam air dapat pecah menjadi ion. Ion adalah dua jenis yaitu ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif. Bahan kimia atau pelarut yang larut menjadi ion juga dikenal sebagai elektrolit. Kemampuan air ditingkatkan oleh ion untuk menghantarkan listrik. Konduktivitas air tinggi ketika lebih banyak ion hadir dan Konduktivitas air rendah ketika lebih sedikit ion hadir.
Contoh Konduktivitas Listrik
Untuk menguji konduktivitas air yang terlarut dalam air, kita membutuhkan baterai (9v), air suling, gelas kimia, kawat, gula, soda kue. Itu contoh konduktivitas listrik adalah
Contoh 1: Hubungkan kabel ke baterai dengan benar dan ambil 50 ml air suling ke dalam gelas kimia dan masukkan kabel baterai ke dalam gelas kimia, tidak ada gelembung gas yang terbentuk di gelas kimia karena air suling tidak menghantarkan listrik.
Contoh 2: Demikian pula Hubungkan kabel ke baterai dengan benar dan ambil 50 ml air keran ke dalam gelas kimia dan masukkan kabel baterai ke dalam gelas kimia, tidak ada gelembung gas yang terbentuk di gelas kimia karena air keran juga tidak menghantarkan listrik.
Contoh 3: Demikian pula Hubungkan kabel ke baterai dengan benar dan ambil 50 ml air suling dalam gelas kimia dan tambahkan soda kue dan bilas dengan baik, masukkan kabel baterai ke dalam gelas kimia, gelembung gas akan terbentuk di gelas kimia karena soda adalah konduktor yang baik yang menghantarkan listrik.
Persamaan Konduktivitas Listrik
Seperti yang kita ketahui bahwa Hukum Ohm yaitu, arus (I) sama dengan rasio tegangan (V) dan resistansi (R). Ini dinyatakan sebagai
I = V / R ——– persamaan (1)
Dimana 'Saya' Saat Ini
'V' adalah Tegangan
'R' adalah Resistensi
Resistansi didefinisikan sebagai produk resistivitas dan panjang menurut luas penampang. Persamaan resistansi dinyatakan sebagai
R = ρ * L / A ——– persamaan (2)
Dimana 'R' adalah Resistensi
Dari persamaan (2), resistivitas dinyatakan sebagai
ρ = R * A / L ——– persamaan (3)
Dimana 'Resistivitas'
'L' adalah Panjang
Suatu luas penampang
Konduktivitas didefinisikan sebagai kebalikan dari resistivitas dan itu dinyatakan sebagai
σ = 1 / ρ ——— persamaan (4)
Mengganti persamaan (3) dalam persamaan (4) akan mendapatkan
σ = 1 / R * A / L.
Konduktivitas (σ) = L / R * A ——– persamaan (5)
Konduktivitas Listrik (σ) = L / R * A diturunkan
Kita tahu bahwa gaya itu sama dengan
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— persamaan (7)
Dimana 'F' adalah Force
'M' adalah massa
'A' adalah akselerasi
menyamakan persamaan (6) dan (7) akan mendapatkan percepatan
Ya = tidak
a = Ee / m ——— eq (8)
Kecepatan melayang dinyatakan sebagai
V = aτ ———- eq (9)
Mengganti persamaan (8) di persamaan (9)
V = Ee / m * τ ——— persamaan (10)
Total biaya dinyatakan sebagai
DQ = env Tambahkan
DQ / dt = envA
di mana DQ / dt sama dengan I, dinyatakan sebagai
I = envA
I / A = env
Dimana I / A = J
Kepadatan arus (J) = env ——– eq (11)
Substitusi persamaan (10) pada persamaan (11)
J = en * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Dimana konduktivitas (σ) = ne2τ / m ——– persamaan (12)
J = σ * E ——– persamaan (13)
Seperti yang kita ketahui bahwa konduktivitas adalah kebalikan dari resistivitas yaitu σ = 1 / ρ
Substitusi σ = 1 / ρ dalam persamaan (12)
J = E / ρ ——— eq (14)
Dimana waktu relaksasi diberikan sebagai
Waktu relaksasi (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Substitusi persamaan (15) dalam persamaan (12) kita mendapatkan persamaan konduktivitas sebagai
Konduktivitas (σ) = tidakduaλ / √m * 3KB* T
Itu rumus konduktivitas listrik diturunkan.
Aplikasi
Beberapa aplikasi penting dalam industri adalah
- Pengolahan air
- Deteksi kebocoran
- Bersihkan di tempatnya
- Deteksi antarmuka
- Desalinasi
Keuntungan
Keuntungan konduktivitas ini meliputi yang berikut ini.
- Cepat
- Keandalan
- Pengulangan
- Tidak merusak
- Tahan lama
- Murah dll
Kelistrikan daya konduksi adalah salah satu teknologi bagus yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Seperti yang kita ketahui bahwa, dulu orang menggunakan batang korek api, batu bara, dll untuk keperluan panas tetapi sekarang teknologinya berkembang. Setiap perangkat listrik terdiri dari konduktor dalam ukuran kecil. Inilah pertanyaan untuk Anda konduktor mana yang digunakan di ponsel?
