電導(dǎo)率，物理學(xué)概念，也可以稱(chēng)為導(dǎo)電率。在介質(zhì)中該量與電場(chǎng)強(qiáng)度E之積等于傳導(dǎo)電密度J。對(duì)于各向同性介質(zhì)，電導(dǎo)率是標(biāo)量;對(duì)于各向異性介質(zhì)，電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電的能力。單位以西門(mén)子每米(S/m)表示。

解釋

電導(dǎo)率(conductivity)是用來(lái)描述物質(zhì)中電荷動(dòng)難易程度的參數(shù)。在公式中，電導(dǎo)率用希臘字母κ來(lái)表示。電導(dǎo)率σ的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門(mén)子/米(簡(jiǎn)寫(xiě)做S/m)，為電阻率ρ的倒數(shù)，即σ=1/ρ。

當(dāng)1安培(1 A)電通過(guò)物體的橫截面并存在1伏(1 V)電壓時(shí)，物體的電導(dǎo)就是1 S。西門(mén)子實(shí)際上等效于1安培/伏。如果σ是電導(dǎo)(單位西門(mén)子)，I是電(單位安培)，E是電壓(單位伏)，則:

σ = I/E

通常，當(dāng)電壓保持不變時(shí)，這種直電電路中的電與電導(dǎo)成比例關(guān)系。如果電導(dǎo)加倍，則電也加倍;如果電導(dǎo)減少到它初始值的1/10，電也會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的1/10。這個(gè)規(guī)則也適用于許多低頻率的交電系統(tǒng)，如家庭電路。在些交電電路中，尤其是在頻電路中，情況就變得非常復(fù)雜，因?yàn)檫@些系統(tǒng)中的組件會(huì)存儲(chǔ)和釋放能量。

電導(dǎo)和電阻也有關(guān)系，如果R是個(gè)組件和設(shè)備的電阻(單位歐姆Ω)，電導(dǎo)為G(單位西門(mén)子S)，則:G = 1/R

影響因素

溫度

電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升而減小。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升而增加。在段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，設(shè)定個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)常可以表達(dá)為，電導(dǎo)率對(duì)上溫度線(xiàn)圖的斜率。

摻雜程度

固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)成電導(dǎo)率增。水溶液的電導(dǎo)率低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要標(biāo)。水越純凈，電導(dǎo)率越低(電阻率越)。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄;電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率。

各向異性

有些物質(zhì)會(huì)有各向異性(anisotropy) 的電導(dǎo)率，需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，二階張量，通常是對(duì)稱(chēng)的)。

測(cè)量方法

電導(dǎo)率的測(cè)量通常是溶液的電導(dǎo)率測(cè)量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過(guò)歐姆定律和電阻定律測(cè)量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測(cè)量般采用交信號(hào)作用于電導(dǎo)池的兩電板，由測(cè)量到的電導(dǎo)池常數(shù)K和兩電板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率σ。

電導(dǎo)率測(cè)量中zui早采用的是交電橋法，它直接測(cè)量到的是電導(dǎo)值。zui常用的儀器設(shè)置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動(dòng)溫度補(bǔ)償器，在次儀表分由電導(dǎo)池和溫度傳感器組成，可以直接測(cè)量電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率。

測(cè)量原理

電導(dǎo)率的測(cè)量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊板(或圓柱電)，放到被測(cè)溶液中，在板的兩端加上定的電勢(shì)(為了避免溶液電解，通常為正弦波電壓，頻率1~3 kHz)。然后通過(guò)電導(dǎo)儀測(cè)量板間電導(dǎo)。

電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。個(gè)是溶液的電導(dǎo)G，另個(gè)是溶液的電導(dǎo)池常數(shù)Q。電導(dǎo)可以通過(guò)電、電壓的測(cè)量得到。

根據(jù)關(guān)系式K=Q×G可以得到電導(dǎo)率的數(shù)值。這測(cè)量原理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。

而Q= L/A

A--測(cè)量電的有效板面積

L--兩板的距離

這值則被稱(chēng)為電常數(shù)。在電間存在均勻電場(chǎng)的情況下，電常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1 cm的方形板，之間相隔1 cm組成電時(shí)，此電的常數(shù)Q=1 cm。如果用此對(duì)電測(cè)得電導(dǎo)值G=1000 μS，則被測(cè)溶液的電導(dǎo)率K=1000 μS/ cm。

般情況下，電常形成分非均勻電場(chǎng)。此時(shí)，電常數(shù)用標(biāo)準(zhǔn)溶液行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定，準(zhǔn)確。0.1 mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.88 mS/cm。

所謂非均勻電場(chǎng)(也稱(chēng)作雜散場(chǎng)，漏泄場(chǎng))沒(méi)有常數(shù)，而是與離子的種類(lèi)和濃度有關(guān)。因此，個(gè)純雜散場(chǎng)電是zui復(fù)雜的電，它通過(guò)次校準(zhǔn)不能滿(mǎn)足寬的測(cè)量范圍的需要。