Siemens
Un oceanograf coboară o sondă peste bord și măsoară nu sare, ci curent. Între electrozii sondei circulă un curent alternativ, iar după intensitatea lui aparatul află câtă sare este în apă. Apa de mare conduce curentul de milioane de ori mai bine decât apa dintr-un purificator de laborator. Din 1978, salinitatea oceanului se determină exact așa.
Conductanța este inversul rezistenței. Rezistența arată cât de mult împiedică un conductor curentul, conductanța — cât de ușor trece curentul prin el. Un siemens este conductanța la care o tensiune de 1 V împinge un curent de 1 A. Lordul Kelvin a propus ca această unitate să se numească „mho”: cuvântul „ohm” citit de la coadă la cap.
| Notație | S |
| Definiție | amper pe volt · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| Valori de referință | cuanta de conductanță 2e²/h — 77,480 917 µS · soluție de KCl 0,01 mol/L — 1413 µS/cm la 25 °C · 1 S = 1 ℧ |
| Introdusă | mho, ℧ — din 1883 · siemensul în SI din 1971, a XIV-a Conferință Generală |
| Standarde | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| Valori tipice | 5,5 µS/m — apă ultrapură · 5,3 S/m — apă de mare · 60 MS/m — cupru |
01 · Definiție
Un amper pentru fiecare volt
Conductanța G este egală cu curentul care trece printr-un conductor la o tensiune de un volt. Este inversul rezistenței: un conductor de 1 kΩ are 1 mS, unul de 1 Ω — 1 S. Siemensul este comod oriunde curentul merge pe mai multe căi deodată. Conductanțele ramurilor în paralel pur și simplu se adună.
În metal curentul este purtat de electroni, în apă — de ionii sărurilor dizolvate. Apa pură aproape că nu conduce, dar fiecare praf de sare adaugă ioni. De aceea, după conductanța apei se apreciază câte săruri conține. Pentru asta se folosește conductivitatea: conductanța unui cub de substanță, raportată la lungimea și aria lui.
De ce în paralel se adună valorile în siemens, nu în ohmi
O baterie de 10 V alimentează patru rezistoare legate în paralel. Fiecare ramură poate fi pornită și oprită. Punctele roșii sunt curentul din ramură: aleargă cu atât mai repede, cu cât conductanța ei e mai mare. Curentul fiecărei ramuri este egal cu conductanța ei înmulțită cu 10 V, iar curenții se adună. De aceea se adună și conductanțele, în timp ce rezistența totală se calculează prin fracții.
Aparatul pentru apă măsoară conductanța dintre doi electrozi, dar afișează conductivitatea. Pentru asta, împarte valoarea în siemens la constanta celulei — raportul dintre distanța dintre electrozi și aria lor. Într-o celulă cu electrozi de 1 cm² aflați la 1 cm unul de altul, numerele coincid, doar unitățile diferă: µS și µS/cm. Dacă electrozii sunt depărtați de două ori mai mult, conductanța scade la jumătate, iar conductivitatea rămâne aceeași.
De ce sarea conduce curentul, iar zahărul nu
În stânga este un conductometru, cu senzorul cufundat într-un pahar de 200 mL. Aparatul aplică o tensiune alternativă între doi electrozi de platină și măsoară curentul. Punctele roșii sunt ioni de sodiu și de alte metale, cele albastre — ioni de clor și de resturi acide. De fiecare dată când tensiunea își schimbă semnul, ionii se întorc spre celălalt electrod. Cu lingurița de sus puteți adăuga sare sau zahăr. Plita de sub pahar încălzește sau răcește apa. Lupa din dreapta arată că ionul trage după el un înveliș de molecule de apă. Tensiunea alternativă din scenă este încetinită de o mie de ori.
Alegeți apa și adăugați sare în ea.
02 · Conversie
| Unitate | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Mho, ℧, este egal cu exact un siemens. Îl mai întâlnim și azi în literatura tehnică americană.
Pentru apă se scrie µS/cm. 1 µS/cm = 0,1 mS/m = 100 µS/m — este aceeași conductivitate.
Testerele TDS arată TDS în mg/L. Nu este o măsurătoare, ci o conversie: conductivitatea se înmulțește cu 0,5—0,7.
03 · Ordine de mărime
04 · Instrumente de măsură
05 · Reguli de scriere
06 · Unități vecine
07 · Secțiune istorică
Din 1978, salinitatea oceanului se determină pe scara PSS-78. Este raportul a două conductivități: a probei și a unei soluții de clorură de potasiu, 32,4356 g la un kilogram de apă, la 15 °C. Dacă raportul este egal cu unu, salinitatea este 35. Pentru verificarea salinometrelor din toată lumea se trimit fiole sigilate cu apă de mare standard. Pe fiecare lot este indicat raportul său K₁₅.
Conductometrele obișnuite se verifică cu soluții de KCl. O soluție de 0,01 mol/L dă 1413 µS/cm la 25 °C. Conductivitatea apei crește cu aproximativ 2 % pe grad. De aceea aparatul convertește citirea la 25 °C, iar în buletin se trec ambele cifre: valoarea măsurată și temperatura.
Catalogul mărimilor
tot indexul →Cele șapte unități fundamentale SI
O picătură de acid schimbă culoarea sucului, sarea colorează flacăra, apa îngheață la o lovitură. Sub ele, toate fișele Simetrium, pe discipline și în ordine alfabetică.
Deschide indexul →