[科普中国]-导电率

简介

电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率：

有些物质会有异向性的电导率，必需用3X3矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的）。

电导率是电阻率的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/米(S·m-1)：

电导率仪是一种是用来测量溶液电导率的仪器。1

电传导性电传导性是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性，可把物质分为导体，半导体和绝缘体。

导体：金属、电解质溶液，一般有很高的电导率，很低的电阻率。

绝缘体：像玻璃、干燥的木材、塑料、橡胶或真空这类物质的电导率很低，电阻率很高。

半导体：电导率在导体和绝缘体之间。在不同的状况下，电导率会有很大的变化。例如，暴露于电场或某种频率的光波，最重要地，温度和半导体材料的成分。

固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低跟其内含溶质盐的浓度有关，或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净，电导率越低（电阻率越高）。水的电导率时常以电导系数来纪录；电导系数是水在25°C温度的电导率。2

一些物质的电导率

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复电导率假若物质处于随时间而变的电场，则电导率为复数（对于各向异性物质，电导率为复矩阵），称为导纳率。这方法可以应用于电阻抗断层成像，一种工业或医学成像。

另外一种计算交流的方法使用实值的电导率（跟时间有关）和实值的电容率。电导率越大，物质会越快吸收交流讯号，物质越不透明。3

电导率与温度的关系电导率与温度紧密相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性，时常可以表达为，电导率对上温度线图的斜率，用方程写为：

其中，是参考温度，是测量温度，是物质的电导率，是物质在参考温度的固定参考电导率（通常在室温），是物质的温度补偿斜率。

最常见的水的温度补偿斜率大约为2%/°C。但是，它可以在(1to3)%/°C值域之间。这数值与地球化学有关，可以很容易地在实验室里测量出来。

在非常低温的状况（在绝对零度附近），有些物质的电导率会变得非常高。称这现象为超导现象。4