スイミングプールの周りで多くの時間を過ごす人は誰でもすぐに人々が一般的に非常に 水の近くに電気機器があることを心配している-それらがたまたま詰まっている場合はなおさらです に。
実際、これは、既知の電流の流れの近くに十分な貯水池が存在するほとんどの状況に当てはまります。 水の導電性のおかげで、悪魔のような「浴槽のトースター」犯罪は、昔ながらの殺人ミステリーの物語で愛されている決まり文句のようなものです。
ここでのポイントは、電気で自分を傷つけることができるということではありませんが、それは常に心に留めておくことが重要です。 それは、ほとんどの警戒心の強い大人、そしてさらに言えば中学生は、物理学を知っているかどうかにかかわらず、水と電流の混合をあらゆる形で避けることを知っているということです。 （実際、指が濡れているときにプラスチックの電灯のスイッチに触れるだけで感電する可能性があるという考えなど、過度に慎重な考えが残っています。）
とりあえずもっと重要なのは、少なくとも電気がどのように「流れる」かという問題です。いくつか少なくともいくつか固体はそれを含むことができます。 このように電気と相互作用するのは水だけですか？ こぼれたミルクやジュースはどうですか？ そしてより一般的には、物質のどの特性がその価値に寄与するのか導電率?
電気の基本
電気として知られている現象は、実際にはの動きにすぎません電子ある種の物理的媒体、または材料を介して。
空気を物質とは思わないかもしれませんが、実際には、目に見えないさまざまな分子が豊富な空気は、電気の流れに参加することができます。 明らかに電子が見えないので、電気を信じるなら、驚くほど小さなものが日常の物質の振る舞いに大きな役割を果たしていると信じるべきです！
さまざまな材料が、個々の分子および原子構造に応じて、さまざまな程度でこの電子の通過を可能にします。 電子を圧縮することによって経験される他の小さな物体との衝突が少ないほど、それらは問題の物質を介してより簡単に伝達されます。
電流の一般式は次のとおりです。
I = \ frac {V} {R}
どこ私アンペア単位の電流です。Vはボルト単位の電位差（「電圧」）であり、Rはオーム単位の抵抗です。 すぐにわかるように、抵抗は導電率に関連しています。
導電率とは何ですか？
導電率、またはより正式には電気コンダクタンスは、電気を通す材料の能力の数学的尺度です。 それはギリシャ文字のシグマによって表されます(σ)そのSI（メートル法）単位はメートルあたりのジーメンス（S / m）.
- シーメンスは、モー、これは「オーム」のスペルが逆になっています。 しかし、この用語は20世紀の終わりまでに一般的に使用されなくなりました。
導電率は数学的な逆数です抵抗率。抵抗率はギリシャ文字の小さなrho（ρ）で表され、オームメーター（Ωm）で測定されます。つまり、S / mはオームメーターの逆数（1 /ΩmまたはΩm）としても説明できます。-1). ひいては、ジーメンスはオームの逆数であることがわかります。 以来指揮現実の世界に沿った何かは反対です抵抗するその通過、これは物理的に理にかなっています。
材料の導電率は、その材料の固有の特性であり、回路または他のシステムの組み立て方法とは関係ありません。これは、ジーメンス単位の「メートルあたり」で説明されます。 これは、次の式によって、材料、多くの場合、これらの状況に関連する物理問題のワイヤーの抵抗に関連しています。
R = \ frac {\ rho L} {A}
どこLワイヤーの長さはmで、Aその断面積（m）2.
導電率vs. コンダクタンス
前述のように、導電率は実験のセットアップに依存せず、特定の材料（固体、液体、または気体）がどのように「存在するか」を反映しているにすぎません。 いくつかの材料 自然に強い導体（したがって抵抗器が貧弱）を作る一方で、他の人は電気を弱くまたはまったく伝導せず、良い抵抗器（または電気 絶縁体）。
電気回路を使用すると、セットアップを操作して、抵抗要素の組み合わせに関係なく、好きなレベルの電流を得ることができます。 これが抵抗が指定されている理由ですR単位に長さはありません。 これはシステムの特性の尺度であり、材料の特性ではありません。 したがって、コンダクタンス（文字で象徴されるGsiemensで測定）も同じように機能します。 しかし、通常は使用する方が便利ですRまたはρ一緒に行くよりもGまたはσ.
例えとして、サッカーチームのコーチは個々の選手の強さとスピードを変えることができると考えてください。しかし、結局のところ、すべてのサッカーは 存在するチームには同じ本質的な制約があります。11人の人間のプレーヤーが側にいて、物理的能力は異なりますが、基本は同じです。 プロパティ。
電気コンダクタンスと水：概要
この記事で学ぶ最も衝撃的なこと（そしてそれは単なるしゃれではありません、正直です！）は、厳密に言えば、水はひどい電気の伝導体であるということです。 つまり、純粋なH2O（水素と酸素の比率が2：1）は電気を通しません。
すでに結論を出していることは間違いありませんが、これは、真に純粋な水に出会うことは本質的に決して起こらないことを意味します。 実験室の設定でも、イオン（荷電粒子）が純粋な蒸気から凝縮された、つまり蒸留された水に「忍び込む」のは簡単です。
パイプや天然資源から直接供給される水には、ミネラル、化学物質、さまざまな溶解物質などの不純物が常に豊富に含まれています。 もちろん、これは必ずしも悪いことではありません。 たとえば、海水に含まれるその塩はすべて、それがあなたのゲームであれば、海に浮かぶのを少し簡単にします。
たまたま、食卓塩（塩化ナトリウム、またはNaCl）は、Hに溶解すると、水から絶縁特性を奪う可能性のあるよく知られた物質の1つです。2O。
水中の導電率の重要性
米国の河川の水の導電率は、約50〜1,500 µS / cmと広範囲に及びます。 魚の繁殖を可能にする内陸の淡水流は、150〜500 µS / cmになる傾向があります。 より高いまたはより低い導電率は、水が特定の種の魚または大型無脊椎動物に適していないことを示している可能性があります。 工業用水は10,000µS / cmにも及ぶ可能性があります。
導電率は、たとえば、小川の水質の間接的な尺度です。 各水路は、飲料水基準のベースライン導電率として使用できる比較的一定の範囲を誇っています。 を使用して行われる定期的な導電率評価水伝導率計. 導電率の大きな変化は、クリーンアップ作業の必要性を示している可能性があります。
熱伝導率
この記事は明らかに電気伝導率についてです。 ただし、物理学では、熱の伝導について耳にする可能性があります。これは、熱はエネルギーで測定されるのに対し、エネルギーを提供できる電気は測定されないため、少し異なります。
材料の熱伝導率の変化は、通常は同じスケールではありませんが、電気伝導率の変化と平行する傾向があります。 材料の興味深い特性の1つは、加熱されると（粒子がより速く回転するため）、それらのほとんどがより貧弱な導体になることです。 温度が上昇するにつれて、電子に「干渉」する可能性が高くなります）、これは、と呼ばれるクラスの材料には当てはまりません。 半導体。