चालकता: व्याख्या | समीकरणे | मोजमापे | अनुप्रयोग

विद्युत चालकताही केवळ एक अमूर्त संकल्पना नाही; ती आपल्या परस्पर जोडलेल्या जगाचा मूलभूत कणा आहे, जी तुमच्या हातात असलेल्या नवीनतम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांपासून ते आपल्या शहरांना प्रकाश देणाऱ्या विशाल वीज वितरण ग्रीडपर्यंत सर्वकाही शांतपणे वीज पुरवते.

अभियंते, भौतिकशास्त्रज्ञ आणि पदार्थ शास्त्रज्ञ किंवा पदार्थाचे वर्तन खरोखर समजून घेऊ इच्छिणाऱ्या प्रत्येकासाठी, चालकता आत्मसात करणे हा प्रश्नच नाही. हे सखोल मार्गदर्शक केवळ चालकतेची अचूक व्याख्या प्रदान करत नाही तर त्याचे महत्त्वपूर्ण महत्त्व देखील उलगडते, त्यावर परिणाम करणारे घटक शोधते आणि अर्धवाहक, भौतिक विज्ञान आणि अक्षय ऊर्जा यासारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये त्याचे अत्याधुनिक अनुप्रयोग अधोरेखित करते. या आवश्यक गुणधर्माचे ज्ञान घेतल्याने विद्युत जगाबद्दलचे तुमचे ज्ञान कसे क्रांतीकारी ठरू शकते हे जाणून घेण्यासाठी फक्त क्लिक करा.

अनुक्रमणिका:

१. चालकता म्हणजे काय?

२. चालकतेवर परिणाम करणारे घटक

३. चालकता युनिट्स

४. चालकता कशी मोजायची: समीकरणे

५. चालकता मोजण्यासाठी वापरली जाणारी साधने

६. चालकतेचे उपयोग

७. वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न

चालकता म्हणजे काय?

विद्युत चालकता (σ) ही एक मूलभूत भौतिक गुणधर्म आहे जी विद्युत प्रवाहाच्या प्रवाहाला आधार देण्याची सामग्रीची क्षमता मोजते.. मूलतः, ते हे ठरवते की चार्ज वाहक, प्रामुख्याने धातूंमधील मुक्त इलेक्ट्रॉन, पदार्थातून किती सहजपणे जाऊ शकतात. हे आवश्यक वैशिष्ट्य मायक्रोप्रोसेसरपासून ते महानगरपालिका वीज पायाभूत सुविधांपर्यंत असंख्य अनुप्रयोगांसाठी भक्कम आधार आहे.

चालकतेचा परस्पर भाग म्हणून, विद्युत प्रतिरोधकता (ρ) हा विद्युत प्रवाहाचा विरोध आहे. म्हणून,कमी प्रतिकार थेट उच्च चालकतेशी जुळतो. या मापनासाठी मानक आंतरराष्ट्रीय एकक सीमेन्स प्रति मीटर आहे (एस/एम), जरी मिलिसीमन्स प्रति सेंटीमीटर (मिलीसेकंद/सेमी) सामान्यतः रासायनिक आणि पर्यावरणीय विश्लेषणात वापरले जाते.

चालकता विरुद्ध प्रतिरोधकता: चालक विरुद्ध इन्सुलेटर

अपवादात्मक चालकता (σ) पदार्थांना वाहक म्हणून नियुक्त करते, तर उच्चारित प्रतिरोधकता (ρ) त्यांना आदर्श इन्सुलेटर बनवते. मूलभूतपणे, पदार्थाच्या चालकतेतील तीव्र विरोधाभास मोबाइल चार्ज वाहकांच्या भिन्न उपलब्धतेमुळे उद्भवतो.

उच्च चालकता (वाहक)

तांबे आणि अॅल्युमिनियम सारख्या धातूंमध्ये अत्यंत उच्च चालकता असते. हे त्यांच्या अणु रचनेमुळे आहे, ज्यामध्ये सहजपणे हलवता येणारे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनचा एक विशाल 'समुद्र' आहे जो वैयक्तिक अणूंशी जोरदारपणे बांधलेला नाही. हा गुणधर्म त्यांना विद्युत वायरिंग, पॉवर ट्रान्समिशन लाईन्स आणि उच्च-फ्रिक्वेन्सी सर्किट ट्रेससाठी अपरिहार्य बनवतो.

जर तुम्हाला पदार्थांच्या वीज चालकतेबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे असेल, तर तुमच्या आयुष्यातील सर्व पदार्थांच्या विद्युत चालकतेबद्दल माहिती देणारी पोस्ट वाचायला मोकळ्या मनाने सांगा.

कमी चालकता (इन्सुलेटर)

रबर, काच आणि मातीची भांडी यासारख्या पदार्थांना इन्सुलेटर म्हणून ओळखले जाते. त्यांच्याकडे कमी किंवा अजिबात मुक्त इलेक्ट्रॉन नसतात, जे विद्युत प्रवाहाच्या प्रवाहाला जोरदार प्रतिकार करतात. हे वैशिष्ट्य त्यांना सर्व विद्युत प्रणालींमध्ये सुरक्षितता, अलगाव आणि शॉर्ट सर्किट रोखण्यासाठी महत्त्वपूर्ण बनवते.

चालकतेवर परिणाम करणारे घटक

विद्युत चालकता ही भौतिक गुणधर्माची मूलभूत गुणधर्म आहे, परंतु सामान्य गैरसमजाच्या विरुद्ध, ती स्थिर स्थिरांक नाही. विद्युत प्रवाह चालविण्याची सामग्रीची क्षमता बाह्य पर्यावरणीय चल आणि अचूक रचनात्मक अभियांत्रिकीद्वारे खोलवर आणि अंदाजे प्रभावित होऊ शकते. या घटकांना समजून घेणे ही आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स, सेन्सिंग आणि ऊर्जा तंत्रज्ञानाचा पाया आहे:

१. बाह्य घटक चालकतेवर कसा परिणाम करतात

पदार्थाचे तात्काळ वातावरण त्याच्या चार्ज वाहकांच्या (सामान्यत: इलेक्ट्रॉन किंवा छिद्रांच्या) गतिशीलतेवर लक्षणीय नियंत्रण ठेवते. चला त्यांचा तपशीलवार अभ्यास करूया:

१. औष्णिक परिणाम: तापमानाचा परिणाम

तापमान हे कदाचित विद्युत प्रतिकार आणि चालकतेचे सर्वात सार्वत्रिक सुधारक आहे.

बहुतेक शुद्ध धातूंसाठी,तापमान वाढल्याने चालकता कमी होते. औष्णिक ऊर्जेमुळे धातूचे अणू (स्फटिक जाळी) अधिक मोठेपणाने कंपन करतात आणि परिणामी, हे तीव्र जाळीचे कंपन (किंवा फोनॉन) विखुरण्याच्या घटनांची वारंवारता वाढवतात, ज्यामुळे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनचा सुरळीत प्रवाह प्रभावीपणे अडथळा येतो. ही घटना स्पष्ट करते की जास्त गरम झालेल्या तारांमुळे वीज कमी होते.

याउलट, सेमीकंडक्टर आणि इन्सुलेटरमध्ये, वाढत्या तापमानासह चालकता नाटकीयरित्या वाढते. जोडलेली थर्मल ऊर्जा व्हॅलेन्स बँडमधून इलेक्ट्रॉनांना बँड गॅप ओलांडून आणि वाहक बँडमध्ये उत्तेजित करते, त्यामुळे जास्त संख्येने मोबाइल चार्ज वाहक तयार होतात आणि प्रतिरोधकता लक्षणीयरीत्या कमी होते.

२. यांत्रिक ताण: दाब आणि ताणाची भूमिका

यांत्रिक दाब लागू केल्याने पदार्थाच्या अणु अंतर आणि क्रिस्टल रचनेत बदल होऊ शकतो, ज्यामुळे चालकता प्रभावित होते आणि पायझोरेसिस्टिव्ह सेन्सर्समध्ये ही एक महत्त्वाची घटना आहे.

काही पदार्थांमध्ये, संकुचित दाब अणूंना एकमेकांच्या जवळ आणतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सचा ओव्हरलॅप वाढतो आणि चार्ज वाहकांची हालचाल सुलभ होते, ज्यामुळे चालकता वाढते.

सिलिकॉन सारख्या पदार्थांमध्ये, स्ट्रेचिंग (टेन्साइल स्ट्रेन) किंवा स्क्विजिंग (कंप्रेसिव्ह स्ट्रेन) इलेक्ट्रॉन एनर्जी बँडची पुनर्रचना करू शकतात, ज्यामुळे चार्ज कॅरियर्सचे प्रभावी वस्तुमान आणि गतिशीलता बदलते. हा अचूक परिणाम स्ट्रेन गेज आणि प्रेशर ट्रान्सड्यूसरमध्ये वापरला जातो.

२. अशुद्धतेचा चालकतेवर कसा परिणाम होतो

सॉलिड-स्टेट फिजिक्स आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या क्षेत्रात, विद्युत गुणधर्मांवर अंतिम नियंत्रण रचनात्मक अभियांत्रिकीद्वारे, प्रामुख्याने डोपिंगद्वारे प्राप्त केले जाते.

डोपिंग म्हणजे सिलिकॉन किंवा जर्मेनियम सारख्या अत्यंत शुद्ध, अंतर्गत बेस मटेरियलमध्ये विशिष्ट अशुद्धता अणूंच्या ट्रेस प्रमाणात (सामान्यत: प्रति दशलक्ष भागांमध्ये मोजले जाते) अत्यंत नियंत्रित प्रवेश.

ही प्रक्रिया केवळ चालकता बदलत नाही; ती मूलभूतपणे सामग्रीच्या वाहक प्रकार आणि एकाग्रतेला अनुकूल करते जेणेकरून संगणनासाठी आवश्यक असलेले अंदाजे, असममित विद्युत वर्तन तयार होईल:

एन-टाइप डोपिंग (नकारात्मक)

यजमान पदार्थापेक्षा (उदा. सिलिकॉन, ज्यामध्ये ४ असतात) जास्त व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन (उदा. फॉस्फरस किंवा आर्सेनिक, ज्यामध्ये ५ असतात) असलेल्या घटकाची ओळख करून देणे. अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन सहजपणे वाहक बँडमध्ये दान केला जातो, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन प्राथमिक चार्ज वाहक बनतो.

पी-टाइप डोपिंग (पॉझिटिव्ह)

कमी व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन असलेल्या घटकाची ओळख करून देणे (उदा. बोरॉन किंवा गॅलियम, ज्यामध्ये ३ असतात). यामुळे इलेक्ट्रॉनची रिक्तता किंवा 'छिद्र' निर्माण होते जे धन शुल्क वाहक म्हणून काम करते.

डोपिंगद्वारे चालकता अचूकपणे नियंत्रित करण्याची क्षमता ही डिजिटल युगाचे इंजिन आहे:

अर्धवाहक उपकरणांसाठी, ते तयार करण्यासाठी वापरले जातेp-nजंक्शन्स, डायोड्स आणि ट्रान्झिस्टरचे सक्रिय क्षेत्र, जे फक्त एकाच दिशेने विद्युत प्रवाह करण्यास परवानगी देतात आणि एकात्मिक सर्किट्स (ICs) मध्ये कोर स्विचिंग घटक म्हणून काम करतात.

थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणांसाठी, वीज निर्मिती आणि थंड करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पदार्थांमध्ये चांगल्या विद्युत वाहकाची (चार्ज हलविण्यासाठी) गरज कमी थर्मल वाहकाच्या (तापमान ग्रेडियंट राखण्यासाठी) संतुलित करण्यासाठी चालकता नियंत्रण अत्यंत महत्वाचे आहे.

प्रगत संवेदनाच्या दृष्टिकोनातून, केमिरेसिस्टर तयार करण्यासाठी पदार्थांचे डोपिंग किंवा रासायनिक रूपांतर केले जाऊ शकते, ज्यांची चालकता विशिष्ट वायू किंवा रेणूंना बांधल्यानंतर नाटकीयरित्या बदलते, ज्यामुळे अत्यंत संवेदनशील रासायनिक संवेदनांचा आधार तयार होतो.

पुढील पिढीतील तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी, इष्टतम कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी आणि विज्ञान आणि अभियांत्रिकीच्या जवळजवळ प्रत्येक क्षेत्रात कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी चालकता समजून घेणे आणि अचूकपणे नियंत्रित करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.

चालकता युनिट्स

चालकतेसाठी मानक SI एकक सीमेन्स प्रति मीटर (S/m) आहे. तथापि, बहुतेक औद्योगिक आणि प्रयोगशाळेच्या सेटिंग्जमध्ये, सीमेन्स प्रति सेंटीमीटर (S/cm) हे अधिक सामान्य बेस युनिट आहे. चालकता मूल्ये परिमाणाच्या अनेक क्रमांमध्ये पसरू शकतात, म्हणून मोजमाप सामान्यतः उपसर्ग वापरून व्यक्त केले जातात:

१. डीआयोनाइज्ड किंवा रिव्हर्स ऑस्मोसिस (RO) पाण्यासारख्या कमी-चालकता असलेल्या द्रवांसाठी मायक्रोसीमेन्स प्रति सेंटीमीटर (mS/cm) वापरला जातो.

२. नळाचे पाणी, प्रक्रिया केलेले पाणी किंवा खाऱ्या द्रावणांसाठी मिलीसीमेन्स प्रति सेंटीमीटर (एमएस/सेमी) सामान्य आहे.(१ मिलीसेकंद/सेमी = १,००० μसेकंद/सेमी).

३. डेसीसीमेन्स प्रति मीटर (dS/m) बहुतेकदा शेतीमध्ये वापरले जाते आणि ते mS/cm (१ dS/m = १ mS/cm) च्या समतुल्य असते.

चालकता कशी मोजायची: समीकरणे

Aचालकता मीटरहे थेट चालकता मोजत नाही. त्याऐवजी, ते (सीमेन्समध्ये) चालकता मोजते आणि नंतर सेन्सर-विशिष्ट सेल स्थिरांक (K) वापरून चालकता मोजते. हे स्थिरांक (सेमीच्या एककांसह)^-1) हा सेन्सरच्या भूमितीचा एक भौतिक गुणधर्म आहे. उपकरणाची मुख्य गणना अशी आहे:

चालकता (S/सेमी) = मोजलेली चालकता (S) × पेशी स्थिरांक (K, सेमी⁻¹ मध्ये)

हे मापन मिळविण्यासाठी वापरली जाणारी पद्धत वापरावर अवलंबून असते. सर्वात सामान्य पद्धतीमध्ये संपर्क (पोटेंशियोमेट्रिक) सेन्सरचा समावेश असतो, जे इलेक्ट्रोड (बहुतेकदा ग्रेफाइट किंवा स्टेनलेस स्टील) वापरतात जे द्रवाच्या थेट संपर्कात असतात. शुद्ध पाण्यासारख्या कमी-चालकता अनुप्रयोगांसाठी एक साधी 2-इलेक्ट्रोड डिझाइन प्रभावी आहे. अधिक प्रगत 4-इलेक्ट्रोडसेन्सर्सप्रदान करणेअधिक विस्तृत श्रेणीत उच्च अचूकता आणि मध्यम इलेक्ट्रोड फाउलिंगमुळे होणाऱ्या त्रुटींना कमी संवेदनशील असतात.

कठोर, संक्षारक किंवा अत्यंत वाहक द्रावणांसाठी जिथे इलेक्ट्रोड खराब होतात किंवा गंजतात, तिथे प्रेरक (टोरॉइडल) सेन्सर काम करतात. या संपर्क नसलेल्या सेन्सर्समध्ये टिकाऊ पॉलिमरमध्ये दोन वायर-वाउंड कॉइल असतात. एक कॉइल द्रावणात विद्युत प्रवाह लूप प्रवृत्त करते आणि दुसरी कॉइल या प्रवाहाची तीव्रता मोजते, जी द्रवाच्या चालकतेच्या थेट प्रमाणात असते. ही रचना अत्यंत मजबूत आहे कारण कोणतेही धातूचे भाग प्रक्रियेच्या संपर्कात येत नाहीत.

चालकता आणि तापमानाचे मोजमाप

चालकता मोजमाप तापमानावर खूप अवलंबून असतात. द्रवाचे तापमान वाढत असताना, त्याचे आयन अधिक गतिमान होतात, ज्यामुळे मोजलेली चालकता वाढते (बहुतेकदा ~2% प्रति °C ने). मोजमाप अचूक आणि तुलनात्मक आहेत याची खात्री करण्यासाठी, ते एका मानक संदर्भ तापमानात सामान्यीकृत केले पाहिजेत, जे सार्वत्रिक आहे.२५°C.

आधुनिक चालकता मीटर हे दुरुस्ती स्वयंचलितपणे करतातएकात्मिकतापमानसेन्सर. ही प्रक्रिया, ज्याला ऑटोमॅटिक टेम्परेचर कॉम्पेन्सेशन (ATC) म्हणून ओळखले जाते, ती एक सुधारणा अल्गोरिदम लागू करते (जसे की रेषीय सूत्र)जी २५ = जी_टी/[१+α(टी-२५)]) २५°C वर मोजलेल्या चालकतेचा अहवाल देणे.

कुठे:

जी₂₅= २५°C वर सुधारित चालकता;

जी_टी= प्रक्रिया तापमानावर मोजलेली कच्ची चालकताT;

T= मोजलेले प्रक्रिया तापमान (°C मध्ये);

α (अल्फा)= द्रावणाचा तापमान गुणांक (उदा., NaCl द्रावणासाठी ०.०१९१ किंवा १.९१%/°C).

ओमच्या नियमाने चालकता मोजा

विद्युत शास्त्राचा एक आधारस्तंभ, ओमचा नियम, पदार्थाची विद्युत चालकता (σ) मोजण्यासाठी एक व्यावहारिक चौकट प्रदान करतो. हे तत्वव्होल्टेज (V), करंट (I) आणि रेझिस्टन्स (R) यांच्यातील थेट सहसंबंध स्थापित करतो.. पदार्थाच्या भौतिक भूमितीचा समावेश करण्यासाठी या नियमाचा विस्तार करून, त्याची अंतर्गत चालकता मिळवता येते.

पहिले पाऊल म्हणजे विशिष्ट पदार्थाच्या नमुन्यावर ओमचा नियम (R = V/I) लागू करणे. यासाठी दोन अचूक मोजमापे घेणे आवश्यक आहे: नमुन्यावर लावलेला व्होल्टेज आणि परिणामी त्यातून वाहणारा प्रवाह. या दोन मूल्यांच्या गुणोत्तरावरून नमुन्याचा एकूण विद्युत प्रतिकार मिळतो. तथापि, हा गणना केलेला प्रतिकार त्या नमुन्याच्या आकार आणि आकाराशी विशिष्ट आहे. हे मूल्य सामान्य करण्यासाठी आणि पदार्थाची अंतर्निहित चालकता निश्चित करण्यासाठी, त्याच्या भौतिक परिमाणांचा विचार करणे आवश्यक आहे.

नमुन्याची लांबी (L) आणि त्याचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र (A) हे दोन महत्त्वाचे भौमितिक घटक आहेत. हे घटक एकाच सूत्रात एकत्रित केले आहेत: σ = L / (R^A).

हे समीकरण प्रभावीपणे प्रतिकाराच्या मोजता येण्याजोग्या, बाह्य गुणधर्माचे चालकतेच्या मूलभूत, अंतर्गत गुणधर्मात रूपांतर करते. अंतिम गणनेची अचूकता थेट प्रारंभिक डेटाच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते हे ओळखणे महत्त्वाचे आहे. V, I, L, किंवा A मोजण्यात कोणत्याही प्रायोगिक त्रुटींमुळे गणना केलेल्या चालकतेच्या वैधतेवर परिणाम होईल.

चालकता मोजण्यासाठी वापरली जाणारी साधने

औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण, जलशुद्धीकरण आणि रासायनिक उत्पादनात, विद्युत चालकता ही केवळ एक निष्क्रिय मापन नाही; ती एक महत्त्वपूर्ण नियंत्रण मापदंड आहे. अचूक, पुनरावृत्ती करण्यायोग्य डेटा मिळवणे हे एकाच, सर्व-उद्देशीय साधनाने येत नाही. त्याऐवजी, त्यासाठी एक संपूर्ण, जुळणारी प्रणाली तयार करणे आवश्यक आहे जिथे प्रत्येक घटक विशिष्ट कार्यासाठी निवडला जातो.

एका मजबूत चालकता प्रणालीमध्ये दोन प्राथमिक भाग असतात: नियंत्रक (मेंदू) आणि सेन्सर (इंद्रिये), या दोन्हींना योग्य कॅलिब्रेशन आणि भरपाईद्वारे समर्थित केले पाहिजे.

१. गाभा: चालकता नियंत्रक

प्रणालीचे मध्यवर्ती केंद्र आहेदऑनलाइनचालकता नियंत्रक, जे फक्त मूल्य प्रदर्शित करण्यापेक्षा बरेच काही करते. हे नियंत्रक "मेंदू" म्हणून काम करते, सेन्सरला शक्ती देते, कच्च्या सिग्नलवर प्रक्रिया करते आणि डेटा उपयुक्त बनवते. त्याची प्रमुख कार्ये पुढीलप्रमाणे आहेत:

① स्वयंचलित तापमान भरपाई (ATC)

तापमानाला चालकता अत्यंत संवेदनशील असते. औद्योगिक नियंत्रक, जसे कीSUP-TDS210-B साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू.किंवाउच्च-परिशुद्धताSUP-EC8.0 साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू., प्रत्येक वाचन २५°C मानकापर्यंत स्वयंचलितपणे दुरुस्त करण्यासाठी एकात्मिक तापमान घटकाचा वापर करते. अचूकतेसाठी हे आवश्यक आहे.

② आउटपुट आणि अलार्म

हे युनिट्स मापनाचे रूपांतर PLC साठी 4-20mA सिग्नलमध्ये करतात किंवा अलार्म आणि डोसिंग पंप नियंत्रणासाठी ट्रिगर रिलेमध्ये करतात.

③ कॅलिब्रेशन इंटरफेस

नियमित, साधे कॅलिब्रेशन करण्यासाठी कंट्रोलर सॉफ्टवेअर इंटरफेससह कॉन्फिगर केलेला आहे.

२. योग्य सेन्सर निवडणे

सर्वात महत्त्वाचा भाग म्हणजे सेन्सर (किंवा प्रोब) बद्दल तुम्ही कोणती निवड करता, कारण त्याची तंत्रज्ञान तुमच्या द्रवाच्या गुणधर्मांशी जुळली पाहिजे. चुकीचा सेन्सर वापरणे हे मापन अपयशाचे मुख्य कारण आहे.

शुद्ध पाणी आणि आरओ सिस्टीमसाठी (कमी चालकता)

रिव्हर्स ऑस्मोसिस, डीआयोनाइज्ड वॉटर किंवा बॉयलर फीडवॉटर सारख्या अनुप्रयोगांसाठी, द्रवामध्ये खूप कमी आयन असतात. येथे, दोन-इलेक्ट्रोड चालकता सेन्सर (जसे कीदSUP-TDS7001 साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू.) हा आदर्श पर्याय आहेtoमोजमापपाण्याची चालकता. त्याची रचना या कमी चालकता पातळीवर उच्च संवेदनशीलता आणि अचूकता प्रदान करते.

सामान्य उद्देश आणि सांडपाण्यासाठी (मध्यम ते उच्च चालकता)

घाणेरड्या द्रावणांमध्ये, ज्यामध्ये निलंबित घन पदार्थ असतात किंवा विस्तृत मापन श्रेणी असते (जसे की सांडपाणी, नळाचे पाणी किंवा पर्यावरणीय निरीक्षण), सेन्सर्स दूषित होण्याची शक्यता असते. अशा परिस्थितीत, चार-इलेक्ट्रोड चालकता सेन्सर सारखादSUP-TDS7002 साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू. हा एक उत्तम उपाय आहे. इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर जमा होण्याचा या डिझाइनवर कमी परिणाम होतो, ज्यामुळे परिवर्तनशील परिस्थितीत जास्त रुंद, अधिक स्थिर आणि अधिक विश्वासार्ह वाचन मिळते.

कठोर रसायने आणि स्लरीसाठी (आक्रमक आणि उच्च चालकता)

आम्ल, बेस किंवा अ‍ॅब्रेसिव्ह स्लरी सारख्या आक्रमक माध्यमांचे मोजमाप करताना, पारंपारिक धातूचे इलेक्ट्रोड लवकर गंजतात आणि निकामी होतात. द्रावण म्हणजे संपर्क नसलेला आगमनात्मक (टोरॉइडल) चालकता सेन्सर जसे कीदSUP-TDS6012 साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू.लाइनअप. हा सेन्सर सेन्सरच्या कोणत्याही भागाला स्पर्श न करता द्रवामध्ये विद्युत प्रवाह प्रवृत्त करण्यासाठी आणि मोजण्यासाठी दोन एन्कॅप्स्युलेटेड कॉइल्स वापरतो. यामुळे ते गंज, दूषित होणे आणि झीज होण्यास जवळजवळ रोगप्रतिकारक बनते.

३. प्रक्रिया: दीर्घकालीन अचूकता सुनिश्चित करणे

या प्रणालीची विश्वासार्हता एका महत्त्वाच्या प्रक्रियेद्वारे राखली जाते: कॅलिब्रेशन. कंट्रोलर आणि सेन्सर, कितीही प्रगत असला तरी, ते एका विरुद्ध तपासले पाहिजेतज्ञातसंदर्भउपाय(चालकता मानक) अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी. ही प्रक्रिया कालांतराने कोणत्याही किरकोळ सेन्सर ड्रिफ्ट किंवा फाउलिंगची भरपाई करते. एक चांगला नियंत्रक, जसे कीदSUP-TDS210-C साठी चौकशी सबमिट करा, आम्ही तुमच्याशी २४ तासांत संपर्क करू., ही एक सोपी, मेनू-चालित प्रक्रिया बनवते.

अचूक चालकता मोजमाप साध्य करणे ही स्मार्ट सिस्टम डिझाइनची बाब आहे. त्यासाठी तुमच्या विशिष्ट अनुप्रयोगासाठी तयार केलेल्या सेन्सर तंत्रज्ञानासह बुद्धिमान नियंत्रकाची जुळणी आवश्यक आहे.

वीज चालविण्यासाठी सर्वोत्तम पदार्थ कोणता आहे?

वीज वाहण्यासाठी सर्वोत्तम साहित्य म्हणजे शुद्ध चांदी (Ag), ज्यामध्ये कोणत्याही घटकाची सर्वाधिक विद्युत चालकता असते. तथापि, त्याची उच्च किंमत आणि ऑक्सिडायझेशन (ऑक्सिडायझेशन) करण्याची प्रवृत्ती त्याच्या व्यापक वापरावर मर्यादा घालते. बहुतेक व्यावहारिक वापरांसाठी, तांबे (Cu) हे मानक आहे, कारण ते खूपच कमी किमतीत दुसऱ्या क्रमांकाचे सर्वोत्तम चालकता देते आणि अत्यंत लवचिक आहे, ज्यामुळे ते वायरिंग, मोटर्स आणि ट्रान्सफॉर्मरसाठी आदर्श बनते.

याउलट, सोने (Au), चांदी आणि तांबे या दोन्हींपेक्षा कमी वाहक असूनही, संवेदनशील, कमी-व्होल्टेज संपर्कांसाठी इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये महत्वाचे आहे कारण त्यात उच्च गंज प्रतिरोधकता (रासायनिक जडत्व) आहे, जी कालांतराने सिग्नल क्षय रोखते.

शेवटी, अॅल्युमिनियम (Al) चा वापर लांब पल्ल्याच्या, उच्च-व्होल्टेज ट्रान्समिशन लाईन्ससाठी केला जातो कारण त्याचे वजन कमी असते आणि त्याची किंमत कमी असते, जरी तांब्याच्या तुलनेत त्याची व्हॉल्यूम चालकता कमी असते.

चालकतेचे अनुप्रयोग

एखाद्या पदार्थाची विद्युत प्रवाह प्रसारित करण्याची अंतर्गत क्षमता असल्याने, विद्युत चालकता ही तंत्रज्ञानाला चालना देणारी एक मूलभूत मालमत्ता आहे. मोठ्या प्रमाणात वीज पायाभूत सुविधांपासून ते सूक्ष्म-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक्स आणि पर्यावरणीय देखरेखीपर्यंत त्याचा वापर सर्वत्र होतो. खाली त्याचे प्रमुख अनुप्रयोग दिले आहेत जिथे हा गुणधर्म आवश्यक आहे:

वीज, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि उत्पादन

उच्च चालकता ही आपल्या विद्युत जगाचा पाया आहे, तर औद्योगिक प्रक्रियांसाठी नियंत्रित चालकता महत्त्वाची आहे.

पॉवर ट्रान्समिशन आणि वायरिंग

तांबे आणि अॅल्युमिनियम सारखे उच्च-चालकता असलेले पदार्थ हे विद्युत वायरिंग आणि लांब पल्ल्याच्या वीज वाहिन्यांसाठी मानक आहेत. त्यांचा कमी प्रतिकार कमी करतो I²आर (जूल) हीटिंग लॉस, कार्यक्षम ऊर्जा ट्रान्समिशन सुनिश्चित करते.

इलेक्ट्रॉनिक्स आणि सेमीकंडक्टर्स

सूक्ष्म पातळीवर, प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) आणि कनेक्टर्सवरील वाहक ट्रेस सिग्नलसाठी मार्ग तयार करतात. सेमीकंडक्टरमध्ये, सिलिकॉनची चालकता अचूकपणे हाताळली जाते (डोप्ड) जेणेकरून ट्रान्झिस्टर तयार होतील, जे सर्व आधुनिक एकात्मिक सर्किटचा आधार आहेत.

इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री

हे क्षेत्र इलेक्ट्रोलाइट्सच्या आयनिक चालकतेवर अवलंबून आहे. हे तत्व बॅटरी, इंधन पेशी आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग, धातू शुद्धीकरण आणि क्लोरीन उत्पादन यासारख्या औद्योगिक प्रक्रियांसाठी इंजिन आहे.

संमिश्र साहित्य

विशिष्ट विद्युत गुणधर्मांसह कंपोझिट तयार करण्यासाठी पॉलिमरमध्ये कंडक्टिव्ह फिलर (कार्बन किंवा धातूचे तंतू) जोडले जातात. संवेदनशील उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग (EMI) आणि उत्पादनात इलेक्ट्रोस्टॅटिक डिस्चार्ज (ESD) संरक्षणासाठी हे वापरले जातात.

देखरेख, मापन आणि निदान

चालकतेचे मोजमाप हे गुणधर्माइतकेच महत्त्वाचे आहे, जे एक शक्तिशाली विश्लेषणात्मक साधन म्हणून काम करते.

पाण्याची गुणवत्ता आणि पर्यावरणीय देखरेख

पाण्याची शुद्धता आणि क्षारता मोजण्यासाठी चालकता मोजमाप ही एक प्राथमिक पद्धत आहे. विरघळलेले आयनिक घन पदार्थ (टीडीएस) थेट चालकता वाढवते, पिण्याच्या पाण्याचे निरीक्षण करण्यासाठी सेन्सर वापरले जातात,व्यवस्थापित करासांडपाणीउपचार, आणि शेतीमध्ये मातीच्या आरोग्याचे मूल्यांकन करा.

वैद्यकीय निदान

मानवी शरीर बायोइलेक्ट्रिकल सिग्नलवर कार्य करते. इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ECG) आणि इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफी (EEG) सारख्या वैद्यकीय तंत्रज्ञानामुळे शरीरातील आयनांद्वारे चालणाऱ्या सूक्ष्म विद्युत प्रवाहांचे मोजमाप केले जाते, ज्यामुळे हृदय आणि न्यूरोलॉजिकल स्थितींचे निदान करणे शक्य होते.

प्रक्रिया नियंत्रण सेन्सर्स

रसायनशास्त्रातआणिअन्नउत्पादन, चालकता सेन्सर रिअल-टाइममध्ये प्रक्रियांचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरले जातात. ते एकाग्रतेतील बदल शोधू शकतात, वेगवेगळ्या द्रवांमधील इंटरफेस ओळखू शकतात (उदा., क्लीन-इन-प्लेस सिस्टममध्ये), किंवा अशुद्धता आणि दूषिततेची चेतावणी देऊ शकतात.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न

प्रश्न १: चालकता आणि प्रतिरोधकता यात काय फरक आहे?

अ: चालकता (σ) ही पदार्थाची विद्युत प्रवाह सोडण्याची क्षमता आहे, जी सीमेन्स प्रति मीटर (S/m) मध्ये मोजली जाते. प्रतिरोधकता (ρ) ही विद्युत प्रवाहाला विरोध करण्याची क्षमता आहे, जी ओहम-मीटर (Ω⋅m) मध्ये मोजली जाते. ते थेट गणितीय परस्पर आहेत (σ=1/ρ).

प्रश्न २: धातूंमध्ये उच्च चालकता का असते?

अ: धातू धातूच्या बंधनाचा वापर करतात, जिथे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन कोणत्याही एका अणूशी बांधलेले नसतात. हे एक विभाजित "इलेक्ट्रॉनचा समुद्र" तयार करते जे पदार्थातून मुक्तपणे फिरते, जेव्हा व्होल्टेज लागू केला जातो तेव्हा सहजपणे प्रवाह तयार करते.

प्रश्न ३: चालकता बदलता येते का?

अ: हो, चालकता बाह्य परिस्थितींबद्दल अत्यंत संवेदनशील असते. सर्वात सामान्य घटक म्हणजे तापमान (वाढत्या तापमानामुळे धातूंमध्ये चालकता कमी होते परंतु पाण्यात ती वाढते) आणि अशुद्धतेची उपस्थिती (ज्या धातूंमध्ये इलेक्ट्रॉन प्रवाहात व्यत्यय आणतात किंवा पाण्यात आयन जोडतात).

प्रश्न ४: रबर आणि काचेसारखे साहित्य चांगले इन्सुलेटर कशामुळे बनते?

अ: या पदार्थांमध्ये मजबूत सहसंयोजक किंवा आयनिक बंध असतात जिथे सर्व संयुजा इलेक्ट्रॉन घट्ट धरलेले असतात. हलविण्यासाठी कोणतेही मुक्त इलेक्ट्रॉन नसल्यामुळे, ते विद्युत प्रवाहाला आधार देऊ शकत नाहीत. याला खूप मोठे "ऊर्जा बँड गॅप" असे म्हणतात.

प्रश्न ५: पाण्यात चालकता कशी मोजली जाते?

अ: मीटर विरघळलेल्या क्षारांपासून आयनिक चालकता मोजतो. त्याचा प्रोब पाण्यात एसी व्होल्टेज लागू करतो, ज्यामुळे विरघळलेले आयन (जसे की Na+ किंवा Cl−) हालचाल करतात आणि विद्युत प्रवाह तयार करतात. मीटर हा प्रवाह मोजतो, तापमानासाठी स्वयंचलितपणे दुरुस्त करतो आणि अंतिम मूल्य (सामान्यतः μS/cm मध्ये) नोंदवण्यासाठी सेन्सरच्या "सेल स्थिरांक" चा वापर करतो.