ซีเมนส์
นักสมุทรศาสตร์หย่อนหัววัดลงข้างเรือ และสิ่งที่วัดไม่ใช่เกลือ แต่เป็นกระแสไฟฟ้า ระหว่างขั้วไฟฟ้าของหัววัดมีกระแสสลับไหล และจากความแรงของกระแสนั้น เครื่องมือรู้ได้ว่าในน้ำมีเกลืออยู่เท่าใด น้ำทะเลนำกระแสไฟฟ้าได้ดีกว่าน้ำจากเครื่องกรองในห้องปฏิบัติการหลายล้านเท่า ตั้งแต่ปี 1978 ความเค็มของมหาสมุทรก็หาด้วยวิธีนี้
สภาพนำไฟฟ้าเป็นส่วนกลับของความต้านทาน ความต้านทานบอกว่าตัวนำขัดขวางกระแสมากเพียงใด สภาพนำไฟฟ้าบอกว่ากระแสผ่านตัวนำได้ง่ายเพียงใด หนึ่งซีเมนส์คือสภาพนำไฟฟ้าที่แรงดัน 1 V ขับกระแส 1 A ได้ ลอร์ดเคลวินเสนอให้เรียกหน่วยนี้ว่า «mho» (โม) คือคำว่า «ohm» ที่อ่านย้อนกลับ
| สัญลักษณ์ | S |
| นิยาม | แอมแปร์ต่อโวลต์ · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| ค่าอ้างอิง | ควอนตัมของสภาพนำไฟฟ้า 2e²/h — 77.480 917 µS · สารละลาย KCl 0.01 mol/L — 1413 µS/cm ที่ 25 °C · 1 S = 1 ℧ |
| เริ่มใช้ | โม, ℧ — ตั้งแต่ปี 1883 · ซีเมนส์อยู่ใน SI ตั้งแต่ปี 1971 การประชุมใหญ่ครั้งที่ XIV |
| มาตรฐาน | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| ค่าทั่วไป | 5.5 µS/m — น้ำบริสุทธิ์ยิ่งยวด · 5.3 S/m — น้ำทะเล · 60 MS/m — ทองแดง |
01 · นิยาม
หนึ่งแอมแปร์ต่อทุกโวลต์
สภาพนำไฟฟ้า G เท่ากับกระแสที่ไหลผ่านตัวนำเมื่อแรงดันเป็นหนึ่งโวลต์ เป็นส่วนกลับของความต้านทาน: ตัวนำ 1 kΩ คือ 1 mS ตัวนำ 1 Ω คือ 1 S การคิดเป็นซีเมนส์สะดวกในที่ที่กระแสไหลหลายทางพร้อมกัน สภาพนำไฟฟ้าของกิ่งที่ต่อขนานกันนำมาบวกกันได้เลย
ในโลหะ กระแสถูกพาโดยอิเล็กตรอน ในน้ำ ถูกพาโดยไอออนของเกลือที่ละลายอยู่ น้ำบริสุทธิ์แทบไม่นำไฟฟ้า แต่เกลือทุกหยิบมือเพิ่มไอออนเข้าไป ดังนั้นจากสภาพนำไฟฟ้าของน้ำจึงบอกได้ว่ามีเกลืออยู่เท่าใด สำหรับงานนี้ใช้สภาพนำไฟฟ้าจำเพาะ: สภาพนำไฟฟ้าของลูกบาศก์ของสาร ที่คิดเทียบกับความยาวและพื้นที่ของมัน
ทำไมในวงจรขนานจึงบวกซีเมนส์ ไม่ใช่โอห์ม
แบตเตอรี่ 10 V จ่ายไฟให้ตัวต้านทานสี่ตัวที่ต่อขนานกัน แต่ละกิ่งเปิดและปิดได้ จุดสีแดงคือกระแสในกิ่ง ยิ่งสภาพนำไฟฟ้าของกิ่งมาก จุดก็ยิ่งวิ่งเร็ว กระแสของแต่ละกิ่งเท่ากับสภาพนำไฟฟ้าของกิ่งนั้นคูณ 10 V และกระแสเหล่านั้นรวมกัน ดังนั้นสภาพนำไฟฟ้าก็รวมกันด้วย ส่วนความต้านทานรวมต้องคำนวณผ่านเศษส่วน
เครื่องวัดน้ำวัดสภาพนำไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว แต่แสดงสภาพนำไฟฟ้าจำเพาะ โดยหารซีเมนส์ด้วยค่าคงที่เซลล์ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของระยะห่างระหว่างขั้วต่อพื้นที่ขั้ว ในเซลล์ที่ขั้วไฟฟ้ามีพื้นที่ 1 cm² และห่างกัน 1 cm ตัวเลขจะเท่ากัน ต่างกันแค่หน่วย: µS และ µS/cm ถ้าแยกขั้วไฟฟ้าให้ห่างขึ้นสองเท่า สภาพนำไฟฟ้าจะลดลงครึ่งหนึ่ง แต่สภาพนำไฟฟ้าจำเพาะยังคงเท่าเดิม
ทำไมเกลือนำไฟฟ้าแต่น้ำตาลไม่นำ
ทางซ้ายคือเครื่องวัดสภาพนำไฟฟ้า หัววัดจุ่มอยู่ในแก้วขนาด 200 mL เครื่องจ่ายแรงดันสลับระหว่างขั้วไฟฟ้าแพลทินัมสองขั้วและวัดกระแส จุดสีแดงคือไอออนของโซเดียมและโลหะอื่น จุดสีน้ำเงินคือไอออนของคลอรีนและอนุมูลกรด ทุกครั้งที่แรงดันกลับขั้ว ไอออนจะหันไปหาขั้วไฟฟ้าอีกขั้ว ใช้ช้อนด้านบนเติมเกลือหรือน้ำตาลได้ เตาเล็กใต้แก้วทำให้น้ำร้อนขึ้นหรือเย็นลง แว่นขยายทางขวาแสดงว่าไอออนลากเปลือกโมเลกุลน้ำไปด้วย แรงดันสลับในฉากนี้ถูกทำให้ช้าลงพันเท่า
เลือกน้ำแล้วเติมเกลือลงไป
02 · การแปลงหน่วย
| หน่วย | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
โม ℧ เท่ากับหนึ่งซีเมนส์พอดี ยังพบได้ในเอกสารทางเทคนิคของอเมริกาจนถึงทุกวันนี้
สำหรับน้ำนิยมเขียนเป็น µS/cm โดย 1 µS/cm = 0.1 mS/m = 100 µS/m — เป็นสภาพนำไฟฟ้าจำเพาะค่าเดียวกัน
เครื่องวัด TDS แสดง TDS เป็น mg/L นี่ไม่ใช่การวัด แต่เป็นการแปลงค่า: นำสภาพนำไฟฟ้าจำเพาะคูณด้วย 0.5—0.7
03 · อันดับของขนาด
04 · เครื่องมือวัด
05 · กฎการเขียน
06 · หน่วยข้างเคียง
07 · ภาคประวัติ
ตั้งแต่ปี 1978 ความเค็มของมหาสมุทรหาตามสเกล PSS-78 คืออัตราส่วนของสภาพนำไฟฟ้าจำเพาะสองค่า: ของตัวอย่าง และของสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ 32.4356 g ต่อน้ำหนึ่งกิโลกรัม ที่ 15 °C ถ้าอัตราส่วนเท่ากับหนึ่ง ความเค็มเท่ากับ 35 เพื่อตรวจเครื่องวัดความเค็มทั่วโลก มีการส่งแอมพูลปิดผนึกบรรจุน้ำทะเลมาตรฐานไป แต่ละล็อตระบุอัตราส่วน K₁₅ ของตนไว้
เครื่องวัดสภาพนำไฟฟ้าทั่วไปตรวจสอบด้วยสารละลาย KCl สารละลาย 0.01 mol/L ให้ 1413 µS/cm ที่ 25 °C สภาพนำไฟฟ้าจำเพาะของน้ำเพิ่มขึ้นราว 2 % ต่อองศา ดังนั้นเครื่องจึงแปลงค่าที่อ่านได้เป็นค่าที่ 25 °C และในรายงานจะเขียนทั้งสองตัวเลข: ค่าที่วัดได้และอุณหภูมิ
สารบัญปริมาณ
ดัชนีทั้งหมด →หน่วยฐาน SI ทั้งเจ็ด
กรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษร
เปิดดัชนี →