电导率是介质的导电性能量化的表征,一般用电导率(conductivity)或电导系数(conductance)来表示。电导率是介质中电流传递的能力。在常见的介质(例如液体和气体)中,离子和电子是通过电导作用使电流从一点到另一点传递的物质载流子。
电导率的计算方法为:电导率等于介质导体截面积上的电流密度与电场强度之比。电导率的单位为S/m,牛顿第二定律表明conductivity为电流密度除以电场,而恰巧是电流密度单位每伏/米。因此,1S/m = 1(A/Vm)。
电导率可以通过测量材料中的电阻率来计算。电阻率(ρ)是单位长度的导体(例如电线)在跨越其两端之间时的电阻。奥姆定律确定了电阻和电流之间的关系,可以用于计算电阻。
电导率是介质对温度的敏感性非常高的物理量。随着温度升高,导体的电阻将增加,而电导率将下降。这是因为电导率与导体的抵抗密切相关,当温度升高时,材料中的原子和分子也随之振动更强烈,堵塞了电子的运动轨迹,电子难以在材料内部移动,抵抗增大而电导率下降。
正常情况下,金属导体拥有高电导率,这是因为金属具有自由电子。这些自由电子可以非常轻松地在金属的晶格中移动,所以金属导体是很好的电子载体。相反,绝缘体是电阻的,不具备自由电子,其电导率极低。
随着时间的推移,一些材料会失去其导电性能。高等纯度材料常常存在于一种电化学环境下,导致设计的电子和离子损失,所以现在的材料科学研究正致力于找到新的材料,以代替已有的材料,因为每种新材料的电导率和电导特性都不尽相同。