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プールの周りで多くの時間を過ごす人は誰でも、人々が一般的に水の近くに電気機器を置くことを非常に心配していることをすぐに発見します。
実際、これは、既知の電流の流れの近くに十分な水の貯蔵所が存在するほとんどの状況に当てはまります。水の伝導性のおかげで、悪魔のような「浴槽のトースター」犯罪は、昔ながらの殺人ミステリーの物語で最も愛されている決まり文句のようなものです。
ここでのポイントは、あなたが電気で自分を傷つけることができるということではありませんが、それは常に心に留めておくことが不可欠です。最も注意深い大人、そして中学生については、物理学を知っているかどうかに関係なく、あらゆる形で水と電流を混ぜないようにしてください。 （実際、指が濡れているときにプラスチック製の照明スイッチに触れるほどショックを受ける可能性が高いという概念など、いくつかの過度に慎重なアイデアが残っています。）
とりあえず重要なのは、少なくとも電気がどのように「流れる」かという問題です。 一部 少なくとも液体 一部 固体はそれを含むことができます。このように電気と相互作用するのは単なる水ですか？こぼれた牛乳やジュースはどうですか？そしてより一般的には、物質のどの特性がその価値に貢献するか 伝導率?
電気の基礎
電気として知られる現象は、実際には、 電子 ある種の物理的な媒体、または材料を通して。
空気を物質とは思わないかもしれませんが、実際には、見ることのできないさまざまな分子が豊富な空気であり、その多くは電気の流れに参加することができます。あなたは明らかに電子を見ることができないので、電気を信じるなら、驚くほど小さなものが日常の物質の挙動に大きな役割を果たすと信じるべきです！
異なる材料は、個々の分子構造および原子構造に応じて、この程度の電子の通過を可能にします。電子を圧縮することで経験する他の小さな物体との衝突が少ないほど、問題の物質を透過しやすくなります。
電流の一般的な方程式は I = V / R、 どこ 私 電流はアンペア単位で、 V 電位差はボルト（「電圧」）であり、 R 抵抗はオームです。あなたがすぐに学ぶように、抵抗は導電率に関連しています。
導電率とは
導電率、またはより形式的に 電気伝導度は、電気を伝導する材料の能力の数学的尺度です。ギリシャ文字シグマで表されます (σ) そして、そのSI（メートル法）単位は ジーメンス/メートル（S / m）.
伝導率は、数学的な逆数です 抵抗率。 抵抗率は小さなギリシャ文字のロー（ρ）で表され、オームメーター（Ωm）で測定されます。つまり、S / mは逆オームメーター（1 /ΩmまたはΩm）としても説明できます。-1）。拡張により、ジーメンはオームの逆数であることがわかります。以来 指揮 現実の世界で何かが反対の 抵抗する その通過、これは物理的に理にかなっています。
材料の導電率は、その材料の固有の特性であり、回路または他のシステムの組み立て方法とは無関係です。これは、シーメンスユニットの「メートル単位」で説明されます。これは、次の式により、これらの状況に関連する物理問題のワイヤであることが多い材料の抵抗に関連しています。 R =ρL/ A どこ L ワイヤの長さがmで、 A m単位の断面積2.
伝導率とコンダクタンス
前述のように、導電率は実験の設定に依存せず、特定の材料（固体、液体、または気体）がどのように「存在するか」を反映しています。一部の材料は自然に強い導体を形成するため（抵抗が低いため）、他の材料は電気を弱くまたはまったく伝導せず、良好な抵抗（または電気絶縁体）を形成できます。
電気回路を使用すると、セットアップを操作して、抵抗要素の組み合わせを問わず、任意のレベルの電流を取得できます。これが抵抗が指定されている理由です R そして、その単位には長さがありません。材料の尺度ではなく、システムの特性の尺度です。したがって、 コンダクタンス （文字で記号化 G およびシーメンスで測定）は同じように機能します。しかし、通常はより使いやすい R または ρ 行くよりも G または σ.
類推として、サッカーチームのコーチは個々の選手の強さとスピードを変えることができると考えてください。しかし、最終的には、存在するすべてのサッカーチームには同じ本質的な制約があります。機能は同じですが、基本プロパティは同じです。
電気伝導度と水：概要
この記事で学べる最も衝撃的なこと（そしてそれは単なるしゃれではない、正直なところ！）は、厳密に言えば、水がひどい電気の伝導体であることです。つまり、純粋なH2O（2：1の比率の水素と酸素）は電気を通しません。
すでに結論が出ていることは間違いありませんが、これは、真に純粋な水に出会うことは本質的に決して起こらないことを意味します。ラボ環境でも、イオン（荷電粒子）が純粋な蒸気から凝縮された、つまり蒸留された水に「こっそり」侵入しやすい。
パイプからの水と自然源からの水には、常にミネラル、化学物質、各種溶解物質などの不純物が豊富に含まれています。もちろん、これは必ずしも悪いことではありません。たとえば、海水に含まれるその塩はすべて、あなたのゲームであれば、海に浮かぶのを少し簡単にします。
たまたま、食卓塩（塩化ナトリウム、またはNaCl）は、Hに溶解すると絶縁性の水を奪うことができるよく知られた物質の1つです2O.
水中での導電率の重要性
米国の河川の水の伝導率は、約50〜1,500 µS / cmの広い範囲です。魚の繁殖を可能にする内陸の淡水の流れは、150〜500 µS / cmになる傾向があります。より高いまたはより低い伝導率は、水が特定の種の魚または大型無脊椎動物に適していないことを示している可能性があります。工業用水は、10,000 µS / cmまでの範囲で使用できます。
導電率は、たとえば河川の水質の間接的な尺度です。各水路は、飲料水標準のベースライン導電率として使用できる比較的一定の範囲を誇っています。を使用して行われる定期的な導電率評価 水伝導率計。導電率の大きな変化は、浄化作業の必要性を示す可能性があります。
熱伝導率
この記事は明らかに導電率についてです。ただし、物理学では、熱の伝導について聞く可能性があります。これは、熱はエネルギーで測定されるのに対し、エネルギーを提供できる電気では測定されないため、少し異なります。
材料の熱伝導率の変化は、電気伝導率の変化と並行する傾向がありますが、通常は同じスケールではありません。材料の興味深い特性の1つは、ほとんどの材料が加熱されると導体が貧弱になりますが（温度が上昇すると粒子がどんどん動き回るので、電子を「妨害」する可能性が高い）、これはクラスの真実ではありません半導体と呼ばれる材料。