konduktiivisuutta

Konduktiivisuus on aineen kyky johtaa sähkövirtaa. Se on fysikaalinen suurus, jonka avulla voidaan kuvata, miten hyvin jännite aiheuttaa elektronien tai ioni-virtojen kulun aineessa. Tieteessä konduktiivisuus merkitään usein symbolilla sigma (σ) ja sen yksikkö SI-järjestelmässä on siemens per metri (S/m). Johdetellun virran tiheys J ja sähkökentän E liittyvät toisiinsa kaavalla J = σE. Vastineena on resistanssi ja resistiviteetti, joiden käänteislukuna on konduktiivisuus: σ = 1/ρ.

Konduktiivisuus riippuu kuljettajista ja heidän liikkumisestaan aineessa. Elektroninen konduktiivisuus syntyy vapaina liikkuvien elektronien ja liikemäärän mukaisesta liikunnasta kiinteässä aineessa, kuten metallien suhteen. Ioninen konduktiivisuus syntyy liuenneiden ioneiden liikkeestä elektrolyteissä. Suomessa voivat konduktiivisuudet vaihdella laajasti: metallien konduktiivisuus on huomattavan suurta (esim. kuparin σ noin 5,8×10^7 S/m), kun taas eräiden nesteiden ja eristeiden konduktiivisuus on hyvin alhainen tai koostuu lähinnä ioniliikkeestä.

Materiaaleissa konduktiivisuus voi olla isotrooppinen tai anisotrooppinen (vaikuttaa eri suuntiin eri tavalla), jolloin konduktiivisuus voidaan esittää tensorina. Lisäksi konduktiivisuus riippuu lämpötilasta ja epäpuhtauksista; metallien kohdalla σ pienenee lämpötilan noustessa pääasiassa fosikastumisesta johtuen, semikonduktoreilla ja ratkaisevissa elektrolyytteissä vastaavasti muuttuu.

Konduktiivisuutta mitataan mittauksilla kuten resistiivisyysmittauksilla, nelipiste- tai impedanssianalyysillä. Sitä hyödynnetään laajasti elektroniikasta biolääketieteeseen sekä ympäristö- ja materiaalitieteisiin, joissa halutaan ymmärtää virtakäyttäytymistä ja materiaalin sähköisiä ominaisuuksia.