电导率
电导率（electrical conductivity）或比电导（specific conductance），又译电传导性、电导系数，是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时，其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而形成电流。电导率 是以欧姆定律定义为电流密度 和电场强度 的比率：
- 。
有些物质会有异向性 (anisotropic) 的电导率，必需用 3 X 3 矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的）。
电导率是电阻率 的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/米 (S·m-1)：
- 。
电导率仪 (electrical conductivity meter) 是一种是用来测量溶液电导率的仪器。
电传导性
[编辑]电传导性 (electric conductivity) 是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性，可把物质分为导体、半导体和绝缘体。
- 导体：金属、电解质溶液，一般有很高的电导率，很低的电阻率。
- 绝缘体：像玻璃、干燥的木材、塑料、橡胶或真空这类物质的电导率很低，电阻率很高。
- 半导体：电导率在导体和绝缘体之间。在不同的状况下，电导率会有很大的变化。例如，暴露于电场或某种频率的光波，最重要地，温度和半导体材料的成分。
固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低跟其内含溶质盐的浓度有关，或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净，电导率越低（电阻率越高）。水的电导率时常以电导系数来纪录；电导系数是水在 25°C 温度的电导率。
一些物质的电导率
[编辑]| 物质 | 电导率
(S·m-1) |
温度
(°C) |
注记 |
|---|---|---|---|
| 银 | 63.01 × 106 | 20 | 所有金属中电导率（以及热导率）最高的物质 |
| 铜 | 59.6 × 106 | 20 | |
| 退火 铜 | 58.0 × 106 | 20 | 一般是指 100% IACS 或 100% 国际退火铜标准 |
| 金 | 45.2 × 106 | 20 | 时常用为电路板或电子元件的电连接器 (electrical connector) 材料 |
| 铝 | 37.8 × 106 | 20 | |
| 海水 | 4.788 | 20 | 在平均盐度为 4.8(S·m-1) ，温度为 20(°C) 状况的平均电导率。详细资料请参阅英国国家物理实验室的 国家标准资料[永久失效链接] |
| 饮用水 | 0.0005 至 0.05 | 这是一般高品质饮用水的电导率值域，并不是水品质指标 | |
| 去离子水 | 5.5 × 10-6[1] | 假若水内不含气体，则改变数值为 1.2 × 10-4[1] |
复电导率
[编辑]假若物质处于随时间而变的电场，则电导率为复数（对于各向异性物质，电导率为复矩阵），称为导纳率 (admittivity) 。这方法可以应用于电阻抗断层成像 (electrical impedance tomography) ，一种工业或医学成像。
另外一种计算交流的方法使用实值的电导率（跟时间有关）和实值的电容率。电导率越大，物质会越快吸收交流讯号，物质越不透明。
电导率与温度的关系
[编辑]电导率与温度紧密相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性，时常可以表达为，电导率对上温度线图的斜率，用方程写为
- ；
其中， 是参考温度， 是测量温度， 是物质的电导率， 是物质在参考温度的固定参考电导率（通常在室温）， 是物质的温度补偿斜率。
最常见的水的温度补偿斜率大约为 2 %/°C 。但是，它可以在 (1 to 3) %/°C 值域之间。这数值与地球化学有关，可以很容易地在实验室里测量出来。
在非常低温的状况（在绝对零度附近），有些物质的电导率会变得非常高。称这现象为超导现象。
参考文献
[编辑]- ^ 1.0 1.1 参阅 J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238 特别是第 1235 页。请注意，这资料的数值单位是 S/cm，不是 S/m，两者相差 100 倍。
