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Was ist Micro Siemens cm

Zufallskonverter. Die elektrische Leitfähigkeit oder spezifische Leitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, elektrischen Strom zu leiten oder eine elektrische Ladung zu transportieren. Es ist das Verhältnis der Stromdichte zur Stärke des elektrischen Feldes. Wenn wir einen 1-Meter-Würfel aus einem leitenden Material betrachten, ist die Leitfähigkeit gleich der elektrischen Leitfähigkeit, die zwischen den gegenüberliegenden Flächen dieses Würfels gemessen wird.

Diese Formel kann mit jedem zylindrischen oder prismatischen Leiter verwendet werden. Beachten Sie, dass diese Formel auch für einen Quader verwendet werden kann, da es sich um ein rechteckiges Prisma handelt. Die elektrische Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen elektrischen Widerstands. In den englischen Wörtern sind Leitfähigkeit und Leitfähigkeit so ähnlich, dass sie häufig als Synonyme verwendet werden. Inzwischen haben sie natürlich eine andere Bedeutung.

Die Leitfähigkeit ist die äußere Eigenschaft eines gegebenen Leiters oder einer gegebenen Vorrichtung, beispielsweise eines Widerstands oder eines galvanischen Bades, und die Leitfähigkeit ist eine innere Eigenschaft des Materials, aus dem dieser Leiter oder diese Vorrichtung hergestellt wurde. Beispielsweise ist die Leitfähigkeit von Kupfer immer gleich, unabhängig davon, wie sich das aus Kupfer hergestellte Objekt in Form oder Größe ändert, während die Leitfähigkeit eines Kupferdrahtes von seiner Länge, seinem Durchmesser, seiner Masse, seiner Form und mehreren anderen Faktoren abhängt Faktoren.

Natürlich haben ähnliche Objekte aus Materialien mit höherer Leitfähigkeit nicht immer eine höhere Leitfähigkeit. Beachten Sie, dass im Englischen dieselbe Form der Leitfähigkeitseinheit "siemens" sowohl für die Singular- als auch für die Pluralform verwendet wird.

Die Einheit ist nach dem deutschen Erfinder, Industriellen und Wissenschaftler Werner von Siemens 1816–1892 benannt. Die 1847 von ihm gegründete Siemens AG ist eines der größten Maschinenbauunternehmen der Welt, das elektrische, elektronische sowie Transport- und medizinische Geräte herstellt. Die elektrische Leitfähigkeit reicht von hochohmigen Materialien wie Glas, das beim Erhitzen oder Acrylglas Elektrizität gut leitet, bis zu Halbleitern, die unter verschiedenen Bedingungen eine unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen, bis zu extrem leitfähigen Materialien wie Silber, Kupfer oder Gold.

Die elektrische Leitfähigkeit wird durch die Anzahl der Ladungsträger wie Elektronen oder Ionen, durch die Geschwindigkeit ihrer Bewegung und durch die Ladungsmenge, die sie tragen, bestimmt.

Die Leitfähigkeit wässriger Lösungen, beispielsweise Galvanikbäder, liegt zwischen diesen Extremen. Ein weiteres Beispiel für Elektrolyte mit mäßiger Leitfähigkeit sind unsere Körperflüssigkeiten: Die Leitfähigkeit von Metallen, Halbleitern und Dielektrika wird ausführlich unter Weitere Informationen zum elektrischen Widerstand, Weitere Informationen zum elektrischen Widerstand und zur elektrischen Leitfähigkeit und Leitfähigkeit TranslatorsCafe erläutert. In diesem Artikel werden wir die Leitfähigkeit von Elektrolyten und ihre Messmethoden und -geräte genauer diskutieren.

Wir werden mehrere Experimente mit einem kostengünstigen Gerät zur Messung der Leitfähigkeit beschreiben. Die Leitfähigkeit wässriger Lösungen, in denen der elektrische Strom von geladenen Ionen getragen wird, wird durch die Anzahl der Ladungsträger, die Konzentration, die Geschwindigkeit ihrer Bewegung und die Ionenmobilität bestimmt, hängt von der Lösungstemperatur und der Ladung ab, die sie für die Wertigkeit der Ionen tragen.

Daher führt in den meisten wässrigen Lösungen die höhere Konzentration zu mehr Ionen und damit zu einer höheren Leitfähigkeit. Nach Erreichen einer maximalen Konzentration kann die Leitfähigkeit jedoch mit zunehmender Konzentration abnehmen. Daher können zwei verschiedene Konzentrationen desselben Salzes die gleiche Leitfähigkeit aufweisen.

Die Temperatur beeinflusst auch die Leitfähigkeit, da sich Ionen bei höheren Temperaturen schneller bewegen und die Leitfähigkeit erhöhen. Reines Wasser leitet Strom nicht gut. Die Leitfähigkeit verschiedener Lösungen ist in der folgenden Tabelle angegeben. Um die Leitfähigkeit einer Lösung zu bestimmen, wird normalerweise ein Leitfähigkeits- oder Widerstandsmesser verwendet, der technisch identisch ist, und der gemessene Wert wird dann manuell oder automatisch auf die Leitfähigkeit neu berechnet.

Dies erfolgt unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften des Messgeräts oder Sensors. Dies schließt den Bereich der Elektroden und den Abstand zwischen den beiden Elektroden ein. Die Sensoren sind recht einfach: Die Sensoren zur Leitfähigkeitsmessung zeichnen sich durch eine Zellkonstante aus, die sich aus dem Verhältnis des Abstandes zwischen den Elektroden D zur Fläche senkrecht zum Stromfluss A ergibt:. Diese Formel funktioniert gut, wenn die Fläche der Elektroden viel größer ist als der Abstand zwischen ihnen, da in diesem Fall der größte Teil des elektrischen Stroms direkt zwischen den Elektroden fließt.

Es ist zu beachten, dass Zellen mit kleinen Elektroden mit großem Abstand Zellkonstanten von 1 haben. Die Zellkonstante verschiedener Geräte zur Messung der Leitfähigkeit variiert von 0. Die Zellkonstante wird normalerweise nicht berechnet, sondern für ein bestimmtes Messgerät oder einen bestimmten Aufbau unter Verwendung einer bekannten Lösung gemessen Leitfähigkeit.

Dieser gemessene Wert wird in das Messgerät eingegeben, das die Leitfähigkeit automatisch aus der gemessenen Leitfähigkeit oder dem gemessenen Widerstand berechnet. Die einfachste Methode zur Messung der Leitfähigkeit besteht darin, eine Spannung an zwei in die Lösung eingetauchte flache Elektroden anzulegen und den resultierenden Strom zu messen.

Dies wird als potentiometrische Methode bezeichnet. Die Dinge sind jedoch nicht so einfach, wie sie scheinen. Es gibt viele Schwierigkeiten. Wenn Gleichspannung verwendet wird, können sich Ionen in der Nähe der Elektrodenoberflächen ansammeln und chemische Reaktionen können an den Oberflächen auftreten.

Dies führt zu einer Erhöhung des Polarisationswiderstands auf den Elektrodenoberflächen, was wiederum zu fehlerhaften Ergebnissen führen kann. Wenn wir versuchen, den Widerstand von beispielsweise Natriumchloridlösung mit einem Multimeter zu messen, werden wir deutlich sehen, dass der Messwert auf dem Display ziemlich schnell ansteigt. Um dieses Problem zu mindern, werden häufig vier Elektroden anstelle von zwei verwendet.

Die Elektrodenpolarisation kann durch Anlegen eines Wechselstroms und Einstellen der Messfrequenz verhindert oder verringert werden. Niedrige Frequenzen werden verwendet, um eine niedrige Leitfähigkeit zu messen, wenn der Polarisationswiderstand vergleichsweise klein ist. Höhere Frequenzen werden verwendet, um hohe Leitfähigkeitswerte zu messen.

Die Frequenz wird normalerweise automatisch unter Berücksichtigung der gemessenen Leitfähigkeit einer Lösung angepasst. Moderne digitale 2-Elektroden-Leitfähigkeitsmessgeräte verwenden normalerweise komplexe Wechselstromwellenformen und Temperaturkompensation.

Sie werden im Werk kalibriert und sind häufig vor Ort neu kalibriert, da sich die Zellkonstante mit der Zeit ändert. Sie kann aufgrund von Verunreinigungen oder physikalisch-chemischen Modifikationen der Elektroden geändert werden. In einem herkömmlichen 2-Elektroden-Leitfähigkeitsmessgerät wird eine Wechselspannung zwischen den beiden Elektroden angelegt und der resultierende Strom gemessen.

Dieses Messgerät ist zwar einfach, hat jedoch einen Nachteil: Es misst nicht nur den Lösungswiderstand, sondern auch den Widerstand, der durch die Polarisation der Elektroden verursacht wird.

Um den Polarisationseffekt zu minimieren, werden häufig 4-Elektroden-Zellen sowie mit Platinschwarz bedeckte platinierte Zellen verwendet. Vorrichtungen zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit werden häufig verwendet, um die Gesamtmenge der gelösten Feststoffe TDS zu messen.

Es ist ein Maß für das Gesamtgewicht aller in einer Flüssigkeit enthaltenen organischen und anorganischen Substanzen in verschiedenen Formen: Gelöste Feststoffe beziehen sich auf alle anorganischen Salze, hauptsächlich Calcium, Kalium, Magnesium, Natrium, Chloride, Bicarbonate und Sulfate sowie einige gelöste organische Stoffe im Wasser. Die in einer Flüssigkeit enthaltenen festen Substanzen, die für TDS in Betracht gezogen werden, müssen entweder gelöst sein oder in Form sehr kleiner Partikel vorliegen, die nach Filtration durch einen Filter mit sehr kleinen Poren von 2 Mikrometern oder weniger die Lösung bleiben.

Substanzen, die permanent in einer Lösung suspendiert sind, aber keinen Filter passieren können, werden als total suspendierte Feststoffe oder TSS bezeichnet. Die gesamten gelösten Feststoffe werden normalerweise in Wasser gemessen, um ihre Qualität zu bestimmen. Es gibt zwei Hauptmethoden zur Messung der gesamten gelösten Feststoffe: Die zweite Methode ist nicht so genau wie die gravimetrische Analyse.

Das Leitfähigkeitsverfahren ist jedoch das bequemste, nützlichste, am weitesten verbreitete und schnellste Verfahren, da es eine einfache Messung von Leitfähigkeit und Temperatur ist, die mit einem kostengünstigen Gerät in Sekunden durchgeführt werden kann.

Diese Methode kann angewendet werden, da die elektrische Leitfähigkeit von Wasser in direktem Zusammenhang mit der Konzentration der in Wasser gelösten ionisierten Substanzen steht. Es ist besonders nützlich für Qualitätskontrollzwecke wie die Kontrolle des Trinkwassers oder die Schätzung der Gesamtzahl der Ionen in einer Lösung. Die Leitfähigkeitsmessungen sind temperaturabhängig, dh wenn die Temperatur steigt, steigt auch die Leitfähigkeit, weil sich die Ionen in einer Lösung schneller bewegen.

Um temperaturunabhängige Messungen zu erhalten, wurde das Konzept der Referenztemperatur eingeführt. Es ermöglicht den Vergleich von Leitfähigkeitsergebnissen, die bei verschiedenen Temperaturen erhalten wurden. Wenn eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich ist, kann die Probe in einen Thermostat gegeben werden, und dann wird das Messgerät bei genau der Temperatur kalibriert, die für die Messung verwendet wird. Die meisten modernen Leitfähigkeitsmessgeräte enthalten einen eingebauten Temperatursensor, der sowohl zur Temperaturkorrektur als auch zur Temperaturmessung verwendet werden kann.

Die modernsten Messgeräte können Leitfähigkeit, spezifischen Widerstand, Salzgehalt, TDS und Konzentration messen und anzeigen. Alle messen jedoch nur Leitfähigkeit und Temperatur, berechnen dann den erforderlichen physikalischen Wert und führen eine Temperaturkompensation durch. Das gleiche Gerät mit einem Markennamen, der wahrscheinlich in derselben Fabrik hergestellt wurde, kostet das Zehnfache.

Das Messgerät ist temperaturkalibriert und kann nicht nur TDS, sondern auch eine Temperatur mit dem Temperatursensor messen, der in der Nähe der Elektroden installiert ist. Es ist zu beachten, dass die beiden tatsächlichen physikalischen Werte, die dieses Gerät misst, der Widerstand der Lösung zwischen den beiden Elektroden und die Temperatur der Lösung sind.

Mit diesem TDS-Messgerät können Sie die gesamten gelösten Feststoffe in jeder Anwendung ermitteln, z. B. bei der Überwachung der Trinkwasserqualität oder beim Testen des Salzgehalts in Süßwasseraquarien und -teichen oder beim Testen des Wasserfiltrations- und -reinigungssystems, um festzustellen, wann Filter und Membranen ausgetauscht werden müssen.

Das Messgerät wird mit 342 ppm Natriumchlorid-NaCl-Lösung kalibriert. PPM ist Teile pro Million. Es ist eine dimensionslose Größe. So wie ein Prozent von hundert bedeutet, bedeutet der Teil pro Million Einheit von einer Million. Daher ist PPM eine Möglichkeit, die Konzentration sehr verdünnter Lösungen zu messen. Das Messgerät misst tatsächlich die Leitfähigkeit zwischen den beiden Elektroden, die vom Widerstand wechselseitig ist, berechnet dann das Ergebnis in elektrische Leitfähigkeit, die häufig mit der obigen Formel als EC abgekürzt wird, und die bekannte Zellkonstante K und führt dann eine weitere Neuberechnung durch, wobei die Leitfähigkeit mit dem Umrechnungsfaktor multipliziert wird von 500.

Das Ergebnis dieser Berechnungen wird in Form von TDS in ppm angezeigt. Wir werden diese Berechnungen unten diskutieren. Mit diesem TDS-Messgerät kann das Wasser nicht mit einer hohen Salzkonzentration getestet werden. Beispiele für Substanzen mit einer hohen Salzkonzentration sind einige Lebensmittel und Meerwasser. Das ist nur die normale Salzkonzentration in vielen Lebensmitteln. Dieses Messgerät kann auch den Salzgehalt von Meerwasser nicht überprüfen, der ungefähr 35 Gramm pro Liter oder 35.000 ppm beträgt, was viel höher ist, als dieses Gerät messen kann.

Wenn Sie versuchen, den TDS eines solchen konzentrierten Elektrolyten zu messen, zeigt das Messgerät Err an. TDS-3 misst die Leitfähigkeit und verwendet die 500 NaCl-Skala zur Kalibrierung. Das bedeutet 1. In vielen Branchen gibt es viele verschiedene Maßstäbe. Beispielsweise werden in der Hydrokultur normalerweise drei Skalen verwendet: Der Unterschied zwischen ihnen liegt in ihrer Verwendung. Die 700-Skala basiert auf der Messung der Kaliumchlorid-KCl-Konzentration in einer Lösung:

Für unser Experiment werden wir zuerst die gesamten gelösten Feststoffe in destilliertem Wasser messen.

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