Cómo medir la conductividad del agua
Este artículo trata de la conductividad eléctrica en general. Para otros tipos de conductividad, véase Conductividad. Para aplicaciones específicas en elementos eléctricos, véase Resistencia eléctrica y conductancia.
La resistividad eléctrica (también llamada resistencia eléctrica específica o resistividad volumétrica) es una propiedad fundamental de un material que mide la fuerza con la que resiste la corriente eléctrica. Una resistividad baja indica un material que permite fácilmente la corriente eléctrica. La resistividad se suele representar con la letra griega ρ (rho). La unidad SI de la resistividad eléctrica es el ohmímetro (Ω⋅m)[1][2][3] Por ejemplo, si un cubo sólido de 1 m3 de material tiene contactos de lámina en dos caras opuestas, y la resistencia entre estos contactos es de 1 Ω, entonces la resistividad del material es de 1 Ω⋅m.
La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica. Representa la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica. Se suele significar con la letra griega σ (sigma), pero a veces se utiliza κ (kappa) (especialmente en ingeniería eléctrica) y γ (gamma). La unidad SI de la conductividad eléctrica es siemens por metro (S/m).
Cómo funciona el conductivímetro
La resistencia superficial de un plástico es, como su nombre indica, la resistencia al flujo de la corriente eléctrica a través de su superficie. Esto contrasta con la resistividad volumétrica (o simplemente la resistividad eléctrica), que es la resistencia al flujo a través del volumen tridimensional de una muestra. La prueba habitual en EE.UU. es la ASTM D257; otros métodos de prueba son la IEC 93 – IEC 60093 y la JIS K6911. La figura siguiente, de Mitsubishi Chemical Advanced Materials, ilustra la geometría de la prueba.
ASTM D257: La resistencia a una corriente eléctrica se mide mediante electrodos situados en la misma superficie. Vista lateral; el electrodo interior superior y el inferior (tierra) son circulares, mientras que el electrodo superior exterior es anular. Los resultados se indican en ohmios.
El control de los factores ambientales es importante porque la resistividad superficial de un polímero puede cambiar rápidamente en respuesta a los cambios de humedad. Un informe minucioso de los resultados del ensayo para polímeros sensibles a la humedad incluye la temperatura y la humedad de la muestra antes y durante la medición.
¿Qué mide la conductividad eléctrica?
Alcance:La resistividad superficial es la resistencia a la corriente de fuga a lo largo de la superficie de un material aislante. La resistividad de volumen es la resistencia a la corriente de fuga a través del cuerpo de un material aislante. Cuanto mayor sea la resistividad superficial/volumétrica, menor será la corriente de fuga y menos conductivo será el material.Procedimiento de ensayo:Se coloca una muestra de tamaño estándar entre dos electrodos. Durante sesenta segundos, se aplica una tensión y se mide la resistencia. Se calcula la resistividad superficial o volumétrica y se da el valor aparente (tiempo de electrificación de 60 segundos).Tamaño de la muestra:Es preferible un disco de 4 pulgadas o un cuadrado de 4 pulgadas. El tamaño mínimo es un disco de 3,5 pulgadas.Datos:Se calcula la resistividad superficial y volumétrica. La resistividad superficial se expresa en ohmios (por cuadrado)La resistividad volumétrica se expresa en ohmios – cm **Tenga en cuenta que esta descripción de la prueba es intencionadamente genérica y tiene como objetivo proporcionar un resumen descriptivo para mejorar la comprensión de la prueba. Las normas pueden obtenerse de las autoridades normativas correspondientes.
Resistividad volumétrica
La resistencia de lámina (también conocida como resistencia de superficie o resistividad de superficie) es una propiedad eléctrica común utilizada para caracterizar películas delgadas de materiales conductores y semiconductores. Es una medida de la resistencia lateral a través de un cuadrado delgado de material, es decir, la resistencia entre los lados opuestos de un cuadrado. La principal ventaja de la resistencia de lámina sobre otras mediciones de resistencia es que es independiente del tamaño del cuadrado, lo que permite comparar fácilmente diferentes muestras. Otra ventaja es que puede medirse directamente con una sonda de cuatro puntos.
Las unidades de esta ecuación se resuelven en ohmios (Ω); sin embargo, en realidad representa la resistencia entre los lados opuestos de un cuadrado de un material (en lugar de la resistencia a granel). Como tal, se suelen utilizar las unidades Ω/□ (ohmios por cuadrado).
La resistencia de lámina es una propiedad crítica para cualquier película delgada de material en la que las cargas eléctricas están destinadas a viajar a lo largo (en lugar de pasar a través). Por ejemplo, los dispositivos de película fina (como las células solares de perovskita o los LED orgánicos) requieren electrodos conductores que suelen tener un grosor de entre nanómetros y micrómetros. La figura 1 muestra cómo se mueven las cargas dentro de un dispositivo LED. Los electrodos deben transportar la carga eléctrica lateralmente y necesitan bajas resistencias de lámina para reducir las pérdidas durante este proceso. Esto es aún más importante cuando se intenta aumentar el tamaño de estos dispositivos, ya que las cargas eléctricas tendrán que viajar más lejos a lo largo de los electrodos antes de poder ser extraídas.