juhtuvus

Juhtuvus on materjali omadus, mis kirjeldab, kui hästi see juhib elektrivoolu. Sellel omadusel on SI-üksus siemens per meeter (S/m). Juhtuvus on pöördvõrdeline resistiivusele ρ, kuna σ = 1/ρ. Näidiseks: kõrge juhtuvusega materjalid juhivad elektrit hästi, madala juhuvusega materjalid on halvasti juhivad.

Matemaatiliselt võib juhtuvus kirjeldada kui σ = n e μ, kus n on vabade laengukandjate arv, e on elementaarlaeng ja μ on mobiilsus. Seetõttu sõltub juhtuvus nii aine olemusest kui ka kandjate arvust ja nende liikumisvõimest. Metallides on peamised kandjad elektronid; lahustes ja pooljuhistes mängivad olulist rolli ioonid ja laengukandjad.

Ettevõtluseq ja mõõtmine: tahketel materjalidel mõõdetakse tavaliselt neljaanduri või Van der Pauwi meetodiga; vedelike ja lahuste puhul kasutatakse konduktiivsuse (κ) mõõtmist elektroodide abil ning tulemused esitatakse S/m või S/cm. Mõõtmise kontekstis eristatakse ka molaarset konduktiivsust Λ_m (S·m^2·mol^-1), mis kirjeldab konduktiivsuse sõltuvust lahuse kontsentratsioonist.

Faktorid: temperatuuril on suur mõju. Metallide puhul kasvav temperatuur vähendab juhtuvust (σ langeb). Pooljuhistes ja lahustes kasvab tihti juhtuvus temperatuuri tõustes; mõju sõltub materjali struktuurist ja lisaainetest. Defektid, kristallistruktuur ja lisandid võivad juhtuvust märkimisväärselt muuta.

Rakendused hõlmavad elektriseadmeid, juhtmeid, elektroonikat, sensorruume ning materjaliteadust ja elektrolüütide analüüsi.