电导率(conductivity)是衡量物质传导电流能力的物理量,定义为电阻率(ρ)的倒数,符号为σ,国际单位制单位为西门子每米(S/m)12。其核心意义在于反映材料或溶液中电荷载子的迁移效率,数值越大表明导电性越强。
核心概念与定义
物理本质 电导率检测仪
电导率描述电场作用下电荷载子(如金属中的自由电子、溶液中的离子)的定向移动能力,遵循欧姆定律的变形关系:σ
= J/E(J为电流密度,E为电场强度)2。对于各向同性介质,电导率为标量;各向异性介质(如石墨烯)则需用二阶张量表示.

与电阻的关系
电导率与电阻率互为倒数(σ
= 1/ρ),电导(G)与电阻(R)的关系为G = 1/R34。实际测量中,电导率可通过电导池常数(A/L,A为极板面积,L为极板间距)标准化为比电导率(单位电导率)。
影响因素
温度:金属电导率随温度升高而降低,半导体则相反。
掺杂/离子浓度:如半导体掺杂程度增加会显著提升电导率1;水中离子浓度越高,电导率越大。
材料结构:定向孔多孔金属(如藕状镍)因均匀气孔结构表现出更优导电性。
典型应用场景
水质检测 电导率检测仪
电导率是评估水体纯净度的关键指标,纯水电导率极低(约4×10⁻⁶
S/m),含盐量或污染物会显著提高数值16。我国药典规定纯化水电导率限值为5.1
μS/cm(25℃)。
材料科学
石墨烯在狄拉克点附近表现出普适性量子临界电导(约4e²/h),且违背传统Wiedemann-Franz定律8;固态离子导电弹性体(如TCICE-120)的导电率可达4.9×10⁻⁴
S·cm⁻¹4。
工业与电力
架空输电线路电导率影响电晕损耗,临界电压与导线排列方式相关4;锅炉水、蒸汽的电导率需通过DCCP系统监测。
测量方法 电导率检测仪