Conductancia: ¿Qué es? (Definición, Unidades y Fórmula)

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¿Qué es la conductancia?

¿Qué es la conductancia?

La conductancia (también conocida como conductancia eléctrica ) se define como el potencial de una sustancia para conducir electricidad . La conductancia es la medida de la facilidad con la que la corriente eléctrica (es decir, el flujo de carga) puede pasar a través de un material. La conductancia es la inversa (o recíproca) de la resistencia eléctrica , representada como 1 / R.

Para tener una mejor comprensión de la conductancia, uno debe recordar la resistencia de un objeto. En un sentido cualitativo, la resistencia nos dice lo difícil que es que pase una corriente eléctrica . La resistencia entre dos puntos se puede definir en sentido cuantitativo como la diferencia de voltaje que se necesita para transportar una corriente unitaria a través de los dos puntos especificados.

La resistencia de un objeto se representa como la relación entre el voltaje que atraviesa algo y la corriente que lo atraviesa. La resistencia se mide en ohmios. La conductancia de un componente es una determinación de la rapidez con la que la corriente puede fluir dentro del componente. La conductancia se mide en Siemens (S).

Fórmula de conductancia y unidades de medida

En electrónica, la conductancia es una medida de la corriente generada para un voltaje aplicado dado por un dispositivo de circuito. Típicamente denotada por la letra G, la conductancia es la resistencia recíproca, R. Para definir la fórmula, necesitamos aplicar la ley de Ohm que establece aquello a v = iRpartir de lo cual R se puede calcular como

(1)  begin {align *} R =  frac {v} {i}  end {align *}

La palabra conductividad es lo opuesto a esta expresión. Se expresa como una relación de corriente a voltaje.

(2)  begin {align *} G =  frac {i} {v}  end {align *}

La conductancia se expresa como G y la unidad de medida fue «mho». Más tarde, después de unos años, los investigadores reemplazaron la unidad con «Siemens», que se denotaba con la letra S. Al observar la resistencia frente a la conductancia, la conductancia es la inversa de la resistencia (es decir, 1 / resistencia), como se muestra a continuación:

(3)  begin {align *} G =  frac {1} {R}  end {align *}

¿Cómo calcular la conductancia?

La conductancia se puede calcular con la ayuda de la resistencia, la corriente, el voltaje y la conductividad.

Por ejemplo, para un elemento de circuito en particular que tiene una resistencia de 1,25  veces 10 ^ {3} ohmios, determine el valor de conductancia. Sabemos

(4)  begin {align *} G =  frac {1} {R}  end {align *}

Al sustituir el valor de R dado y el valor de conductancia se puede obtener como 0.8  times 10 ^ {3} Siemens

El siguiente ejemplo es un circuito eléctrico , en el que una entrada de 5 V genera una corriente de 0,3 A en una longitud de cable. De acuerdo con la ley de Ohm V = IR a partir de la cual se puede calcular la resistencia como

(5)  begin {align *} R =  frac {v} {i}  end {align *}

La conductancia es recíproca de la resistencia. Entonces,

(6)  begin {align *} G =  frac {1} {R}  end {align *}

(7)  begin {align *} G =  frac {i} {v}  end {align *}

Al sustituir los valores de i y v, se puede derivar el valor de conductancia como 0.06 Siemens

La conductancia se puede calcular a partir de la conductividad. Suponga que se da un cable con una sección transversal redonda de radio r y longitud L con un valor de resistividad conocido del material del cable, se puede determinar la conductancia G del cable. La relación entre G y sigmaes

(8)  begin {align *}  frac {G = (Area  times  sigma)} {L}  end {align *}

dónde Área =  pi r ^ {2}

Por ejemplo, si hay una barra de hierro con un radio de 0,001 metros y una longitud de 0,1 metros, calcule la conductancia de la barra. Suponga que el sigmahierro es 1.03  times10 ^ {7}Siemens / m. El área se calcula usando Área =  pi r ^ {2}como 3,14  times 10 ^ {- 6}. Al hacer una sustitución adicional, se encuentra que la conductancia es 324 Siemens.

Conductividad

La conductividad se atribuye a la capacidad de un material para transferir energía y es una de las propiedades características que se utiliza para describir las propiedades electromagnéticas de los materiales. Cuantifica el efecto de la materia sobre el flujo de corriente en respuesta a un campo eléctrico . También se entiende como una propiedad del material que determina la densidad de la corriente conductora en respuesta a un campo eléctrico aplicado. La conductancia de un conductor depende de varios factores, incluida su forma, dimensiones y la propiedad del material llamada conductividad.

La conductividad se expresa sigmay se mide como Siemens por metro. Lo opuesto a la resistencia es la conductividad. Dado que la resistencia es lo opuesto al flujo de corriente, la conductancia es la cantidad de corriente que puede llevar a cabo un material. Por ejemplo, un material de baja resistencia es altamente conductor y viceversa. La conductividad también se conoce como conductancia específica. Hay diferentes tipos de conductividad, a saber, eléctrica, térmica, iónica y acústica.

Conductividad vs Conductancia

El grado en que un material determinado conduce electricidad se conoce como conductividad. Se calcula como la relación entre la densidad de corriente en el material y el campo eléctrico que produce el flujo de corriente. Calcula la cantidad de energía que realmente puede moverse a través de un sistema como en el circuito eléctrico. La capacidad de un objeto para transmitir calor, sonido o electricidad se conoce como conductividad.

La conductancia indica hasta qué punto un objeto conduce electricidad, expresada en unidades de Siemens. Se mide como la relación entre la corriente que fluye y la diferencia de potencial existente. Depende de las dimensiones del conductor. La conductancia se refiere a la cantidad de energía transmitida a través de un material o sustancia.

Aplicaciones de la medición de conductividad eléctrica

Conductividad eléctrica y agricultura

Conocer la conductividad eléctrica del suelo es extremadamente importante para la salud y el crecimiento de los cultivos cuando se trata de la industria agrícola. Los agricultores, así como los agricultores, a menudo se preocupan por monitorear los fosfatos, nitratos, calcio y potasio del suelo porque estos nutrientes son esenciales para el crecimiento exitoso de las plantas.

Verificar la conductividad eléctrica (EC) del suelo ayudará a los productores a realizar un seguimiento de todos los nutrientes en su suelo. EC puede indicar la cantidad de nutrientes en el suelo y ayudar a los productores a determinar si su suelo necesita más nutrientes o si hay demasiados nutrientes. El uso de sensores para evaluar la conductividad eléctrica aparente (CE) del suelo proporciona una forma de superar estas limitaciones.

Conductividad eléctrica y tratamiento de agua

La conductividad eléctrica (EC) juega un papel importante en diferentes aplicaciones de la calidad del agua. En el tratamiento de aguas residuales, la CE se evalúa para garantizar que la salinidad de las aguas residuales que salen sea igual a la masa de agua en la que se vierten. La liberación de agua que tiene una salinidad extremadamente alta o baja puede afectar negativamente la salud de la vida acuática.

Conductividad eléctrica y baño de galvanoplastia

La conductividad también puede afectar las aguas galvanizadas y es una industria de registro común, como la aeroespacial, la automotriz y la joyería. Los baños de enjuague de metal también se utilizan para extraer productos químicos residuales de los artículos enchapados. Cuando esto sucede, los enjuagues a contracorriente ayudan a mitigar las aguas residuales producidas.

La medición de la conductividad del proceso de galvanoplastia en este punto decide si se requiere más agua y si es necesario enjuagarla. Las mediciones de conductividad se pueden utilizar para proporcionar mediciones útiles específicas de la industria, como el total de sólidos disueltos (TDS) y la salinidad.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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