SIMETR I U M .COM 1 S · 1 A/V
導出 · A/V
ZH-HANT|36 種語言
40 R 80 −+ 53.0 mS Ω 1 nS1 µS1 mS1 S SYMBOL PLATE 1 S · 1 A/V G₀ 77.480 917 µS CGPM 1971 · IEC 60746-3
大小寫
大寫拉丁字母 S。單位名稱小寫:siemens(西門子)。小寫 s 已經是秒。
不要混淆
S 不是秒 s,也不是希沃特 Sv。水質儀表上的 µS/cm 是電導率,而不是樣品的電導。
銘牌上的字母 S 是一個鋼製零件,由兩段半徑 60、厚度 40 的圓弧構成,帶有中心線和尺寸標註。零件沿軸線鑽有一根毛細管,裡面是鹽水,兩端裝著鉑電極。紅色正離子奔向負極,藍色負離子奔向正極,電極上冒出氣泡。左上方的儀表讀數逐漸上升,下面的字母 Ω 上下翻轉:這就是符號 ℧,「姆歐」,西門子的舊稱。下方有一個標記沿電導標尺從奈西門子一直走到一西門子。
單位護照 · 電導

西門子

國際單位制導出單位 · 物理量:電導,導納

海洋學家把探頭從船舷放入水中,測的不是鹽,而是電流。探頭的電極之間通有交流電,儀器根據電流的大小判斷水中含有多少鹽。海水的導電能力比實驗室純水機制出的水強幾百萬倍。自 1978 年起,海洋鹽度正是這樣測定的。

電導是電阻的倒數。電阻表示導體對電流的阻礙有多大,電導則表示電流通過它有多容易。一西門子就是 1 V 電壓驅動 1 A 電流時的電導。克耳文勳爵曾提議把這個單位叫作「姆歐」(mho):就是把「歐姆」(ohm)倒過來讀。

記號S
定義安培每伏特 · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A²
參考值電導量子 2e²/h — 77.480 917 µS · KCl 溶液 0.01 mol/L — 25 °C 時 1413 µS/cm · 1 S = 1 ℧
引入姆歐,℧ — 1883 年起 · 西門子 1971 年起納入國際單位制,第十四屆國際計量大會
標準ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed.
典型值5.5 µS/m — 超純水 · 5.3 S/m — 海水 · 60 MS/m — 銅
前往換算 看海洋鹽度
01 · 定義

每伏特一安培

電導 G 等於導體兩端電壓為一伏特時流過它的電流。它是電阻的倒數:1 kΩ 的導體就是 1 mS,1 Ω 的導體就是 1 S。凡是電流同時走幾條路徑的地方,用西門子計算都很方便。並聯支路的電導直接相加。

在金屬中,電流由電子攜帶;在水中,由溶解的鹽的離子攜帶。純水幾乎不導電,但每加一撮鹽都會增加離子。所以根據水的電導就能判斷其中含有多少鹽。為此要用電導率:一小塊物質的電導,再按它的長度和面積折算。

G — 電導,S · R — 電阻,Ω · I — 電流,A · U — 電壓,V · κ — 電導率,S/m · L — 長度,m · A — 截面積,m² · α — 溫度係數,1/K
量綱
M⁻¹ L⁻² T³ I²
電流比電壓
量子
77.5 µS
2e²/h,單原子鏈
海水
53 mS/cm
鹽度 35,25 °C
互動 · 四條並聯支路

為什麼並聯時相加的是西門子,而不是歐姆

一個 10 V 電池給四個並聯電阻供電。每條支路都可以接通或斷開。紅點表示支路中的電流,支路的電導越大,紅點跑得越快。每條支路的電流等於它的電導乘以 10 V,各支路電流相加。因此電導也相加,而總電阻則要通過分數來計算。

+10 V
電導
電阻
1 / G
電池電流
G × 10 V

西門子與西門子每公分

水質儀表測的是兩個電極之間的電導,顯示的卻是電導率。為此它把西門子數除以電導池常數,即電極間距與電極面積之比。在電極面積 1 cm²、間距 1 cm 的電導池中,兩個數相同,只是單位不同:µS 和 µS/cm。如果把電極間距拉大一倍,電導會減半,而電導率保持不變。

互動 · 一杯水中的電導率儀

為什麼鹽能導電,糖卻不能

左邊是電導率儀,它的探頭插在一個 200 mL 的杯子裡。儀器在兩個鉑電極之間施加交流電壓並測量電流。紅點是鈉離子和其他金屬離子,藍點是氯離子和酸根離子。電壓每改變一次方向,離子就轉向另一個電極。用上方的勺子可以加鹽或加糖。杯子下面的電熱板可以加熱或冷卻水。右邊的放大鏡顯示,離子身邊裹著一層水分子,隨它一起移動。場景中的交流電壓放慢了一千倍。

左:電導率儀 · 電極 1 cm² · 頻率 1 kHz,已放慢右:被水分子包裹的離子 · 25 °C 時的 µS/cm
杯中的水
加入
水溫
電極間距
電導率
—
—
電導池電導
—
—
電阻
—
—
水中的鹽
—
—
水中的糖
—
—

選擇一種水,再往裡加鹽。

02 · 換算
以西門子計
單位數值常見於何處

姆歐(℧)正好等於一西門子。美國技術文獻中至今仍能見到它。

水的電導率寫作 µS/cm。1 µS/cm = 0.1 mS/m = 100 µS/m — 這是同一個電導率。

TDS 筆顯示的是以 mg/L 為單位的 TDS。這不是測量值,而是換算值:把電導率乘以 0.5—0.7。

03 · 數量級
電導率從 10⁻¹⁸ 到 10⁸ S/m,對數刻度

04 · 測量儀器
~
兩電極電導池
交流電壓驅使離子在兩塊極板之間來回移動。直流電壓不行:電極上會析出氣體,讀數就會漂移。
激勵接收
環形感測器
這裡沒有電極。第一個線圈在液體中感應出環形電流,第二個線圈把它檢測出來。會腐蝕金屬的酸液和汙水就是這樣測量的。
κz
CTD 探頭
探頭用纜繩從船上放下。它每秒多次測量電導率、溫度和深度。由這三個數就能得出每一公尺深度的鹽度。
1234通道寬度
量子點接觸
如果把導體收窄到只有幾個原子寬,電導不是平滑下降,而是一級一級地下降。每一級等於 2e²/h,約 77.5 µS。
05 · 書寫規則
正確
2 mS, 77.5 µS, 5 nS — 空格,大寫 S
水: 450 µS/cm(25 °C 時) — 註明參比溫度
海水: 5.3 S/m 或 53 mS/cm
用電導代替電阻: G = 1/R
錯誤
2 ms — 這是兩毫秒,不是毫西門子
53 mS/m — 應為 53 mS/cm — 相差一百倍
1 mho, 1 ℧ 用在新文本中 — 現在寫 S
450 微西門子/公分 用在國際文本中,代替 µS/cm
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
IAPSOK₁₅0.999 94
標準海水
計量學札記

自 1978 年起,海洋鹽度按 PSS-78 標度測定。它是兩個電導率之比:水樣的電導率與氯化鉀溶液(每公斤水含 32.4356 g)的電導率之比,均在 15 °C 下測量。比值等於一時,鹽度為 35。為了校驗鹽度計,密封的標準海水安瓿被寄往世界各地。每一批都標有它的 K₁₅ 比值。

普通電導率儀用 KCl 溶液校驗。0.01 mol/L 的溶液在 25 °C 時為 1413 µS/cm。水溫每升高一度,電導率約增加 2 %。因此儀器會把讀數換算到 25 °C,記錄中則寫下兩個數:測量值和溫度。

1413 µS/cm
用 KCl 溶液校驗
量的目錄
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基礎 · 7 個單位

國際單位制的七個基本單位

目錄實驗室:一杯紫甘藍汁、一個燃燒器、冷板上的一杯水和一組齒輪
目錄 · 所有量都在一頁
目錄入口處的實驗室

一滴酸改變果汁的顏色,鹽為火焰染色,水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面,按學科和字母順序排列。

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