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導電率

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導電率，多稱為電導率，是表示物質傳輸電流能力強弱的一種測量值。當施加電壓於導體的兩端時，其電荷載子會呈現朝某方向流動的行為，因而產生電流。
電導率是以歐姆定律定義為電流密度和電場強度的比率：
有些物質會有異向性的電導率，必需用3X3矩陣來表達（使用數學術語，二階張量，通常是對稱的）。
電導率是電阻率的倒數。在國際單位制中的單位是西門子/米(S·m-1)：
電導率儀是一種是用來測量溶液電導率的儀器。 [1] 
中文名
導電率
外文名
electrical conductivity
解    釋
電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ
單位:
在國際單位制中西門子/米
物理意義
表示物質導電的性能

目錄

  1. 1 電傳導性
  2. 2 電導率
  3. 3 覆電導率
  4. 4 相關關係

導電率電傳導性

電阻物質的兩端接有導線 電阻物質的兩端接有導線
電傳導性是物質可以傳導電子的性質。按物質是否具有電傳導性，可把物質分為導體，半導體和絕緣體。
  • 導體：金屬、電解質溶液，一般有很高的電導率，很低的電阻率。
  • 絕緣體：像玻璃、乾燥的木材、塑料、橡膠或真空這類物質的電導率很低，電阻率很高。
  • 半導體：電導率在導體和絕緣體之間。在不同的狀況下，電導率會有很大的變化。例如，暴露於電場或某種頻率的光波，最重要地，温度和半導體材料的成分。
固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。水溶液的電導率高低跟其內含溶質鹽的濃度有關，或其它會分解為電解質的化學雜質。水樣本的電導率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質成分等等的重要指標。水越純淨，電導率越低（電阻率越高）。水的電導率時常以電導係數來紀錄；電導係數是水在25°C温度的電導率。 [2] 

導電率電導率

物質
電導率（西門子/米）
温度
(°C)
註記
銀
63.01×106
20
所有金屬中電導率（以及熱導率）最高的物質
銅
59.6×106
20

退火銅
58.0×106
20
一般是指100%IACS或100%國際退火銅標準
金
45.2×106
20
時常用為電路板或電子元件的電連接器(electricalconnector)材料
鋁
37.8×106
20

海水
4.788
20
在平均鹽度為4.8(S·m)，温度為20(°C)狀況的平均電導率
飲用水
0.0005至0.05

這是一般高品質飲用水的電導率值域，並不是水品質指標
去離子水
5.5×10-2


導電率覆電導率

假若物質處於隨時間而變的電場，則電導率為複數（對於各向異性物質，電導率為復矩陣），稱為導納率。這方法可以應用於電阻抗斷層成像，一種工業或醫學成像。
另外一種計算交流的方法使用實值的電導率（跟時間有關）和實值的電容率。電導率越大，物質會越快吸收交流訊號，物質越不透明。 [3] 

導電率相關關係

電導率與温度緊密相關。金屬的電導率隨着温度的增高而降低。半導體的電導率隨着温度的增高而增高。在一段温度值域內，電導率可以被近似為與温度成正比。為了要比較物質在不同温度狀況的電導率，必須設定一個共同的參考温度。電導率與温度的相關性，時常可以表達為，電導率對上温度線圖的斜率，用方程寫為：
其中，是參考温度，是測量温度，是物質的電導率，
是物質在參考温度的固定參考電導率（通常在室温），
是物質的温度補償斜率。
最常見的水的温度補償斜率大約為2%/°C。但是，它可以在(1to3)%/°C值域之間。這數值與地球化學有關，可以很容易地在實驗室裏測量出來。
在非常低温的狀況（在絕對零度附近），有些物質的電導率會變得非常高。稱這現象為超導現象。 [4] 
參考資料
  • 1.    Lowrie (2007-09-20). Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. pp. 254–. ISBN 978-1-139-46595-3.
  • 2.    Eric Bogatin (2004). Signal Integrity: Simplified. Prentice Hall Professional. pp. 114–. ISBN 978-0-13-066946-9.
  • 3.    Keith Welch. "Questions & Answers - How do you explain electrical resistance?". Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Retrieved 28 April 2017.
  • 4.    John C. Gallop (1990). SQUIDS, the Josephson Effects and Superconducting Electronics. CRC Press. pp. 3, 20. ISBN 0-7503-0051-5.