Ledningsevne

Ledningsevne, eller elektrisk ledningsevne, er et materiales evne til å lede elektrisk strøm. Den måles i Siemens per meter (S/m) og er den inverse av resistivitet, ρ, slik at σ = 1/ρ. I faste stoffer beskriver ledningsevnen hvor lett elektroner eller andre bærere av ladning kan bevege seg gjennom materialet. I væsker og løsninger skyldes ledningsevne hovedsakelig bevegelse av ioner, og den avhenger sterkt av konsentrasjon, temperatur og mobilitet.

Verdiene varierer betydelig mellom materialer. Metaller som kobber og sølv har svært høy ledningsevne (kobber cirka 5,8 × 10^7 S/m ved 20 °C). Ikke-ledende stoffer og isolatorer har svært lav ledningsevne, ofte langt under 1 S/m og ofte under 10^-12 S/m i god isolasjon. I ioniske løsninger og elektrolytter dominerer røtter ledningsevnen av ioners tilstedeværelse og mobilitet, noe som gjør dem relativt høye sammenlignet med faste ikke-metaller.

Ledningsevnen er temperaturavhengig og varierer med type bærer. I metaller synker ledningsevnen vanligvis med økende temperatur på grunn av økt elektron-phonon-spredning, mens i ioniske løsninger øker ledningsevnen ofte med temperatur på grunn av økt ionmobilitet. Struktur, renhet og grad av krystallisering påvirker også ledningsevnen i faste materialer og kan gjøre ledningen anisotrop.

Måling av ledningsevne gjøres gjennom metoder som firepunktsmåling for faste prøver, resistivitetstesting og impedansspektroskopi for komplekse materialer. Ledningsevne har bred anvendelse i elektriske ledninger og kontakter, batterielektroder, semiconductorer og ulike sensor- og elektrolyttapplikasjoner.