Siemens
En oceanograf sænker en sonde ned over rælingen og måler ikke salt, men strøm. Mellem sondens elektroder løber en vekselstrøm, og ud fra dens styrke kan instrumentet se, hvor meget salt der er i vandet. Havvand leder strøm millioner af gange bedre end vand fra et laboratorierenseanlæg. Siden 1978 er havets salinitet blevet bestemt netop sådan.
Konduktans er den reciprokke værdi af modstand. Modstanden viser, hvor meget en leder hindrer strømmen; konduktansen viser, hvor let strømmen går igennem den. Én siemens er den konduktans, hvor en spænding på 1 V driver en strøm på 1 A. Lord Kelvin foreslog at kalde enheden „mho“: ordet „ohm“ læst bagfra.
| Betegnelse | S |
| Definition | ampere pr. volt · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| Referenceværdier | konduktanskvantet 2e²/h — 77,480 917 µS · KCl-opløsning 0,01 mol/L — 1413 µS/cm ved 25 °C · 1 S = 1 ℧ |
| Indført | mho, ℧ — siden 1883 · siemens i SI siden 1971, 14. generalkonference |
| Standarder | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske værdier | 5,5 µS/m — ultrarent vand · 5,3 S/m — havvand · 60 MS/m — kobber |
01 · Definition
En ampere for hver volt
Konduktansen G er lig med den strøm, der løber gennem en leder ved en spænding på én volt. Den er den reciprokke værdi af modstanden: en leder på 1 kΩ har 1 mS, en leder på 1 Ω har 1 S. Siemens er praktisk overalt, hvor strømmen løber ad flere veje på én gang. Konduktanserne i parallelle grene lægges simpelthen sammen.
I et metal bæres strømmen af elektroner, i vand af ionerne fra opløste salte. Rent vand leder næsten ikke, men hver knivspids salt tilfører ioner. Derfor afslører vandets konduktans, hvor meget salt det indeholder. Til det bruger man ledningsevnen: konduktansen af en terning af stoffet, regnet om til dens længde og areal.
Hvorfor man lægger siemens sammen i parallel og ikke ohm
Et batteri på 10 V forsyner fire modstande, der er forbundet parallelt. Hver gren kan tændes og slukkes. De røde prikker er strømmen i en gren; de løber hurtigere, jo større grenens konduktans er. Strømmen i hver gren er lig med dens konduktans gange 10 V, og strømmene lægges sammen. Derfor lægges konduktanserne også sammen, mens den samlede modstand må beregnes med brøker.
En vandmåler måler konduktansen mellem to elektroder, men viser ledningsevnen. Derfor dividerer den siemens med cellekonstanten: forholdet mellem afstanden mellem elektroderne og deres areal. I en celle med elektroder på 1 cm² og 1 cm imellem er tallene ens, kun enhederne er forskellige: µS og µS/cm. Flyttes elektroderne dobbelt så langt fra hinanden, halveres konduktansen, mens ledningsevnen forbliver den samme.
Hvorfor salt leder strøm, og sukker ikke gør
Til venstre står en ledningsevnemåler; dens sensor er sænket ned i et glas på 200 mL. Instrumentet lægger en vekselspænding mellem to platinelektroder og måler strømmen. Røde prikker er ioner af natrium og andre metaller, blå er ioner af klor og syrerester. Hver gang spændingen skifter fortegn, vender ionerne om mod den anden elektrode. Med skeen ovenover kan du tilsætte salt eller sukker. Kogepladen under glasset varmer eller køler vandet. Luppen til højre viser, at en ion trækker en skal af vandmolekyler med sig. Vekselspændingen i scenen er gjort tusind gange langsommere.
Vælg vandet, og tilsæt salt.
02 · Omregning
| Enhed | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Mho, ℧, er præcis én siemens. Enheden ses stadig i amerikansk teknisk litteratur.
For vand skriver man µS/cm. 1 µS/cm = 0,1 mS/m = 100 µS/m — det er den samme ledningsevne.
TDS-målere viser TDS i mg/L. Det er ikke en måling, men en omregning: ledningsevnen ganges med 0,5—0,7.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Siden 1978 er havets salinitet bestemt efter PSS-78-skalaen. Det er forholdet mellem to ledningsevner: prøvens og en opløsning af kaliumklorid, 32,4356 g pr. kilogram vand, ved 15 °C. Er forholdet lig med én, er saliniteten 35. Til kontrol af salinometre over hele verden sendes forseglede ampuller med standardhavvand ud. Hvert parti er mærket med sit forhold K₁₅.
Almindelige ledningsevnemålere kontrolleres med KCl-opløsninger. En opløsning på 0,01 mol/L giver 1413 µS/cm ved 25 °C. Vands ledningsevne stiger med omkring 2 % pr. grad. Derfor regner instrumentet målingen om til 25 °C, og i rapporten angives begge tal: måleværdien og temperaturen.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →