موصلية (كهرباء)

  ميّز عن مواصلة كهربائية.

الموصلية الكهربائية أو الناقليّة النوعية أو التوصيلية الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Conductivity)‏ (يشار إليها بـ $\sigma$ أو $\kappa$) هي كمية فيزيائية يميز قدرة مادة أو محلول على السماح للشحنات الكهربائية بالتحرك بِحُريَّة وبالتالي السماح بمرور تيار كهربائي.

الموصلية الكهربائية

معلومات عامة

التعريف الرياضي	${\boldsymbol {J}}=\sigma {\boldsymbol {E}}$
نظام الوحدات الدولي	سيمنز لكل متر
التحليل البعدي	${\mathsf {L}}^{-3}{\mathsf {M}}^{-1}{\mathsf {T}}^{3}{\mathsf {I}}^{2}$

مبدأ فيزيائي

الموصلية الكهربائية هي مقلوب المقاومية. إن موصلية مادة متجانسة تساوي مواصلة موصل أسطواني مصنوع من هذه المادة، مقسومًا على قسمها، ومضروبًا في طولها.

من بين أفضل موصلات الكهرباء:

• الفلزّات (مثل الفضة أو النحاس أو الذهب أو الزئبق أو الألومنيوم) التي تكون حاملات الشحنة هي "الإلكترونات الحرة"؛
• المحاليل الكهرلية (وجود أيونات في المحلول). بالنسبة للأخيرات، تعتمد قيمة الموصلية على طبيعة الأيونات الموجودة في المحلول وتركيزاتها. يمكن قياس موصلية المحلول باستخدام مقياس الموصلية .

بعض المواد، مثل أشباه الموصلات، لها موصلية تعتمد على شروط فيزيائية أخرى، مثل درجة الحرارة أو التعرض للضوء، ...، إلخ تستخدم هذه الخصائص بشكل متزايد لإنتاج المستشعرات .

عندما تعتمد الموصلية على الاتجاه، يتم التعبير عنها على أنها كمية متجهة.

الوحدة

وحدة الموصلية في نظام الوحدات الدولي هي سيمنز لكل متر (S/m)، ولكن في أغلب الأحيان يعطي مقياس الموصلية النتيجة بالميلي سيمنز لكل سنتيمتر (mS/cm).

الاستخدام الشائع

تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء، وحدتها في النظام الدولي للوحدات (SI) هي سيمنز لكل متر (1 S/m = 1 A²·s³·m^-3·kg^-1). إنها نسبة كثافة التيار إلى سعة المجال الكهربائي. إنه معكوس المقاومية . الرمز المستخدم عمومًا للدلالة على الموصلية هو الحرف اليوناني سيغما "σ"، والتي تختلف حسب المواد من 10⁸ S·m^-1 إلى 10^-22 S·m^-1.

في موصل مثالي، تقترب σ من اللانهاية.

تعبير

يسمح قانون نيرنست-أينشتاين بحساب الموصلية بدلالة الوسائط الأساسية الأخرى للمادة :

$\sigma ={\frac {DZ^{2}e^{2}C}{k_{\rm {B}}T}}$

حيث:

• $D$ : معامل الانتشار للأنواع المشحونة المعتبرة؛
• $Z$ : عدد الشحنات التي تحملها الأنواع؛
• $e$ : الشحنة الأولية ، 1.602 × 10^-19 كولوم؛
• $C$ : التركيز المولي للأنواع بالأيونات / م³؛
• $k_{\rm {B}}$ : ثابت بولتزمان، أي حوالي 1,3٬806 J⋅K^-1؛
• $T$ : درجة الحرارة المطلقة، معبراً عنها بالكلفن.

طالع أيضاً

• موصلية مولية