Rumus konduktansi, perhitungan, contoh, latihan

Itu konduktansi Dari pengemudi didefinisikan sebagai kemudahan yang harus dilewatkan arus listrik. Itu tidak hanya tergantung pada bahan yang digunakan untuk pembuatannya, tetapi juga pada geometri: panjang dan luas penampang.

Simbol yang digunakan untuk konduktansi adalah G, dan merupakan kebalikan dari resistansi listrik R, magnitudo yang sedikit lebih akrab. Unit Sistem Internasional Jika untuk konduktansi adalah kebalikan dari ohmio, dilambangkan sebagai Ω^-1 dan menerima nama Siemens (S).

Gambar 1. Konduktansi tergantung pada materi dan geometri pengemudi. Sumber: Pixabay.

Istilah lain yang digunakan dalam listrik, yang terdengar mirip dengan konduktansi dan terkait daya konduksi dan menyetir, Tapi mereka tidak harus bingung. Yang pertama dari istilah -istilah ini adalah sifat intrinsik dari zat yang dengannya pengemudi diproduksi dan yang kedua menggambarkan aliran muatan listrik melaluinya.

Untuk konduktor listrik dengan penampang area yang konstan KE, panjang L dan konduktivitas σ, Konduktansi diberikan oleh:

G = σ.Ke

Untuk konduktivitas yang lebih besar, konduktansi yang lebih besar. Juga, semakin besar area silang, semakin mudah pengemudi untuk membiarkan lulus saat ini. Sebaliknya, semakin besar panjang L, semakin rendah konduktansi, karena operator saat ini kehilangan lebih banyak energi dalam perjalanan yang lebih lama.

[TOC]

Bagaimana konduktansi dihitung?

Konduktansi g untuk konduktor dengan area penampang konstan dihitung sesuai dengan persamaan yang diberikan di atas. Ini penting, karena jika penampang tidak konstan, perhitungan integral harus digunakan untuk menemukan resistensi dan konduktansi.

Karena itu adalah kebalikan dari resistensi, konduktansi g dapat dihitung mengetahui bahwa:

Dapat melayani Anda: model mekanik kuantum atom

G = 1/r

Faktanya, resistansi listrik pengemudi dapat diukur secara langsung dengan multimeter, peralatan yang juga mengukur arus dan tegangan.

Unit pengemudi

Seperti yang dinyatakan di awal, unit konduktansi dalam sistem internasional adalah Siemens (s). Dikatakan bahwa pengemudi memiliki konduktansi 1 detik jika arus yang melintasi meningkat sebesar 1 amperio untuk setiap volt perbedaan potensial.

Mari kita lihat bagaimana itu mungkin melalui hukum OHM, jika ditulis dalam hal konduktansi:

V = i.R = i/g

Di mana V Itu adalah tegangan atau perbedaan potensial antara ujung pengemudi dan yo Intensitas saat ini. Dalam hal besaran ini, formula tetap seperti ini:

G = i/v

Sebelumnya unit untuk konduktansi adalah MO (ohm tertulis mundur) dilambangkan sebagai ʊ, yang merupakan modal atau omega terbalik. Notasi ini tidak digunakan dan digantikan oleh Siemens Untuk menghormati insinyur dan penemu Jerman Ernst von Siemens (1816-1892), seorang pelopor telekomunikasi, tetapi keduanya sama sekali setara.

1 MHO = 1 Siemens = 1 A/V (Ampere/Volt)

Gambar 2. Konduktansi versus resistensi. Sumber: Wikimedia Commons. Think Tank [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Dalam sistem pengukuran lain Statsiemens (statistik) (dalam sistem CGS atau sentimeter-gram-detik) dan Absiemens (abs) (Sistem CGS elektromagnetik) dengan "S" di akhir, tanpa menunjukkan tunggal atau jamak, karena mereka berasal dari nama yang tepat.

Beberapa kesetaraan

1 statistik = 1.11265 x 10 ^-12 Siemens

1 abs = 1 x 10⁹ Siemens

Contoh

Seperti disebutkan sebelumnya, memiliki resistensi, konduktansi segera diketahui ketika menentukan nilai terbalik atau timbal balik. Dengan cara ini resistansi listrik 100 ohm setara dengan 0.01 Siemens, misalnya.

Di bawah dua contoh penggunaan konduktansi lagi:

Dapat melayani Anda: Syok Magnetik: Unit, Rumus, Perhitungan, Contoh

Konduktivitas dan konduktansi

Mereka adalah istilah yang berbeda, seperti yang sudah ditunjukkan. Konduktivitas adalah sifat zat yang dengannya pengemudi dibuat, sedangkan pengemudi adalah tipikal pengemudi.

Konduktivitas dapat dinyatakan dalam hal G sebagai:

σ = g.(ITU)

Selanjutnya, tabel dengan konduktivitas bahan konduktif yang sering digunakan:

Tabel 1. Konduktivitas, resistensi dan koefisien termal beberapa konduktor. Suhu referensi: 20 ºC.

Logam	σ x 106 (KAMU)	ρ x 10-8 (Ω.M)	α ºC-1
Perak	62.9	1.59	0.0058
Tembaga	56.5	1.77	0.0038
Emas	41.0	2.44	0.0034
Aluminium	35.4	2.82	0.0039
Tungsten	18.0	5.60	0.0045
Besi	10.0	10.0	0.0050

Resistensi secara paralel

Ketika mereka memiliki sirkuit dengan resistensi paralel, kadang -kadang perlu untuk mendapatkan resistensi yang setara. Mengetahui nilai resistansi yang setara memungkinkan untuk mengganti himpunan resistensi untuk nilai tunggal.

Gambar 3. Asosiasi Perlawanan Secara Paralel. Sumber: Wikimedia Commons. Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin. Sotake diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]].

Untuk konfigurasi resistensi ini, resistansi yang setara diberikan oleh:

Tetapi jika Anda menulis dalam hal konduktansi, itu sangat disederhanakan:Karena itu:

G_Persamaan = G₁ + G₂ + G₃ +... G_N

Yaitu, konduktansi yang setara adalah jumlah konduktansi. Jika Anda ingin mengetahui resistensi yang setara, hasilnya hanya diinvestasikan.

Latihan

- Latihan 1

a) Tulis hukum Ohm dalam hal konduktansi.

b) Temukan konduktansi kawat 5 tungsten dari 5.Panjang 4 cm dan 0.Diameter 15 mm.

c) Sekarang arus 1 dilewati.5 A untuk kawat. Apa perbedaan potensial antara ujung pengemudi ini?

Dapat melayani Anda: 31 jenis kekuatan dalam fisika dan karakteristiknya

Solusi untuk

Dari bagian sebelumnya Anda harus:

V = I/G

G = σ.Ke

Mengganti yang terakhir di yang pertama, tetap seperti ini:

V = i /(σ.A/l) = i.L / σ.KE

Di mana:

-Saya adalah intensitas arus.

-L adalah panjang pengemudi.

-σ adalah konduktivitas.

-A adalah area penampang.

Solusi b

Untuk menghitung konduktansi kawat tungsten ini, konduktivitasnya diperlukan, yang ditemukan pada Tabel 1:

σ = 18 x10⁶ KAMU

L = 5.4 cm = 5.4 x 10^-2 M

D = 0. 15 mm = 0.15 x 10^-3 M

A = π.D² / 4 = π . (0.15 x 10^-3 M)² / 4 = 1.77 x 10^-8 M²

Mengganti dalam persamaan yang Anda miliki:

G = σ.A/L = 18 x10⁶ KAMU . 1.77 x 10^-8 M² / 0.15 x 10^-3 M = 2120.6 s.

Solusi c

V = i/g = 1.5 A / 2120.6 s = 0.71 mv.

- Latihan 2

Temukan resistansi yang setara di sirkuit berikut dan mengetahui bahwa saya_{salah satu} = 2 a, Hitung i_X dan kekuatan dihilangkan oleh sirkuit:

Gambar 4. Sirkuit dengan resistensi paralel. Sumber: Alexander, C. 2006. Yayasan Sirkuit Listrik. 3. Edisi. Bukit McGraw.

Larutan

Perlawanan terdaftar: r₁= 2 Ω; R₂= 4 Ω; R₃= 8 Ω; R₄= 16 Ω

Konduktansi kemudian dihitung dalam setiap kasus: g₁ = 0.5 ʊ; G₂ = 0.25 ʊ; G₃ = 0.125 ʊ; G₄ = 0.0625 ʊ

Dan akhirnya mereka bertambah seperti yang ditunjukkan sebelumnya, untuk menemukan konduktansi yang setara:

G_Persamaan = G₁ + G₂ + G₃ +... G_N = 0.5 ʊ + 0.25 ʊ + 0.125 ʊ + 0.0625 ʊ = 0.9375 ʊ

Oleh karena itu r_Persamaan = 1.07 Ω.

Tegangan di r₄ adalah v₄ = i_{salah satu}. R₄ = 2 a . 16 Ω = 32 V, dan sama untuk semua resistensi, karena mereka terhubung secara paralel. Maka dimungkinkan untuk menemukan arus yang beredar untuk setiap resistensi:

-yo₁ = V₁ /R₁ = 32 V / 2 Ω = 16 a

-yo₂ = V₂ /R₂ = 32 V / 4 Ω = 8 a

-yo₃ = V₃ /R₃ = 32 V / 8 Ω = 4 a

-yo_X = i₁ +  yo₂ +  yo₃ + yo_{salah satu} = 16 + 8 + 4 + 2 a = 30 a

Akhirnya, kekuatan yang hilang adalah:

P = (i_X)². R_Persamaan = 30 hingga x 1.07 Ω = 32.1 w

Referensi

1. Alexander, c. 2006. Yayasan Sirkuit Listrik. 3. Edisi. Bukit McGraw.
2. Konversi Kalkulator Megaampere / Millivolt ke Absiemens. Pulih dari: pinkbird.org.
3. Garcia, l. 2014. Elektromagnetisme. 2nd. Edisi. Universitas Industri Santander. Kolumbia.
4. Knight, r.  2017. Fisika untuk Ilmuwan dan Teknik: Pendekatan Strategi.  Pearson.
5. Roller, d. 1990. Fisik. Listrik, Magnetisme dan Optik. Volume II. Editorial dikembalikan.
6. Wikipedia. Konduktansi listrik. Pulih dari: is.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Siemens. Pulih dari: is.Wikipedia.org.