
【電】 equivalet conductance
equivalence
【計】 equivalent value
【醫】 equivalence
【經】 equivalent
conductance
【化】 conductance; electric conductance
【醫】 conductance
等值電導(Equivalent Conductance)是電化學和物理化學中的核心概念,指在相距1米的兩平行電極之間,含有1摩爾溶質的電解質溶液所表現出的電導率。其物理意義在于消除了溶液濃度差異對導電能力的影響,便于比較不同電解質的本征導電性能。英文術語為Equivalent Conductance,常用符號Λ表示。
等值電導Λ與溶液電導率κ(單位:S/m)及濃度c(單位:mol/m³)的關系為: $$ Λ = frac{κ}{c} $$ 其中濃度c需以摩爾每立方米(mol/m³)為單位。若濃度單位為mol/L,則需轉換為mol/m³(即乘以1000),公式調整為: $$ Λ = frac{κ times 1000}{c} $$
離子遷移能力的度量
等值電導直接反映離子在電場中的遷移速率。強電解質(如HCl、KCl)的Λ值較高,表明其離子遷移率高;弱電解質(如醋酸)因電離度低,Λ值較小。實驗測定Λ隨濃度變化的規律可推導線粒體解離度。
濃度依賴性與極限值
電解質溶液的Λ隨濃度降低而增大,并在無限稀釋時達到極限值(Λ₀)。科爾勞施定律指出,強電解質的Λ與√c呈線性關系: $$ Λ = Λ₀ - Ksqrt{c} $$ 弱電解質則不符合此規律,其Λ在低濃度時急劇上升。
離子獨立遷移定律
在無限稀釋條件下,Λ₀等于陽離子和陰離子極限摩爾電導率之和: $$ Λ₀ = λ₀⁺ + λ₀⁻ $$ 這一定律揭示了離子導電性的加和性,是計算未知離子電導的基礎。
在電池電解液設計、電鍍工藝優化及水質純度檢測中,等值電導是評估電解質性能的關鍵參數。例如,通過測量Λ₀可計算溶液中的離子總數,進而判斷超純水的雜質含量。工業電導儀常内置濃度-電導率轉換算法,間接應用等值電導原理。
“等值電導”是電路分析中的一個概念,通常指在複雜電路中,通過等效簡化方法得到的單一電導值,用于表征原電路整體的導電特性。以下是詳細解釋:
電導(G)是電阻(R)的倒數,公式為: $$ G = frac{1}{R} $$ 單位為西門子(S),表示導體傳輸電流的能力。等值電導則是将多個電導元件(如并聯或串聯的電阻)簡化為一個等效電導值的概念。
并聯電路:多個電導并聯時,總等值電導為各電導之和,即: $$ G_{text{eq}} = G_1 + G_2 + cdots + G_n $$ 例如,兩個并聯電阻的等效電導可直接相加。
交流電路:在導納(Y)分析中,電導是導納的實部(Y = G + jB),此時等值電導可能用于簡化導納網絡的實部計算。
等值電導與等效電阻(Req)互為倒數: $$ G{text{eq}} = frac{1}{R{text{eq}}} $$ 例如,若兩個電阻R₁、R₂并聯,等效電阻為: $$ R{text{eq}} = frac{R_1 R_2}{R_1 + R2} $$ 則等值電導為: $$ G{text{eq}} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} $$
等值電導是電路等效分析的重要工具,通過簡化多元件電路為單一電導值,便于工程計算和性能評估。其核心原理基于電導的倒數關系及電路疊加規則,廣泛應用于電力系統、電子電路設計等領域。
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