電導率

此条目的主題是电导率。关于一個物體或線路，從某一點到另外一點，與物體的電導率和幾何參數有關的傳輸電流能力強弱的一種測量值，請見「电导」。

电导率（electrical conductivity）或比电导（specific conductance），又译电传导性、電導係數，是表示物质传输电流能力强弱的一种測量值。當施加電壓於導體的兩端時，其電荷載子會呈現朝某方向流動的行為，因而形成電流。電導率 ${\displaystyle \sigma \,\!}$ 是以歐姆定律定義為電流密度 ${\displaystyle \mathbf {J} \,\!}$ 和電場強度 ${\displaystyle \mathbf {E} \,\!}$ 的比率：

電阻物質的兩端接有導線。

${\displaystyle \mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} \,\!}$ 。

有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率，必需用 3 X 3 矩陣來表達（使用數學術語，第二階張量，通常是對稱的）。

電導率是电阻率 ${\displaystyle \rho \,\!}$ 的倒數。在國際單位制中的單位是西門子/公尺 (S·m^-1)：

${\displaystyle \sigma ={1 \over \rho }\,\!}$ 。

電導率儀 (electrical conductivity meter) 是一種是用來測量溶液電導率的儀器。

电传导性

电传导性 (electric conductivity) 是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性，可把物质分为导体、半导体和绝缘体。

• 導體：金屬、电解质溶液，一般有很高的電導率，很低的電阻率。
• 絕緣體：像玻璃、干燥的木材、塑料、橡胶或真空這類物質的電導率很低，電阻率很高。
• 半導體：電導率在導體和絕緣體之間。在不同的狀況下，電導率會有很大的變化。例如，暴露於電場或某種頻率的光波，最重要地，溫度和半導體材料的成份。

固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。水溶液的電導率高低跟其內含溶質鹽的濃度有關，或其它會分解為電解質的化學雜質。水樣本的電導率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質成分等等的重要指標。水越純淨，電導率越低（電阻率越高）。水的電導率時常以電導係數來紀錄；電導係數是水在 25°C 溫度的電導率。

一些物質的電導率

参见：单质电阻率列表

物質	電導率　 (S·m^-1)	溫度 (°C)	註記
銀	63.01 × 10^6	20	所有金屬中電導率（以及熱導率）最高的物質
銅	59.6 × 10^6	20
退火 銅	58.0 × 10^6	20	一般是指 100% IACS 或 100% 國際退火銅標準
金	45.2 × 10^6	20	時常用為電路板或電子元件的電連接器 (electrical connector) 材料
鋁	37.8 × 10^6	20
海水	4.788	20	在平均鹽度為 4.8(S·m^-1) ，溫度為 20(°C) 狀況的平均電導率。詳細資料請參閱英國國家物理實驗室的 國家標準資料^[永久失效連結]
飲用水	0.0005 至 0.05		這是一般高品質飲用水的電導率值域，並不是水品質指標
去離子水	5.5 × 10^-6^[1]		假若水內不含氣體，則改變數值為 1.2 × 10^-4^[1]

複電導率

假若物質處於隨時間而變的電場，則電導率為複數（對於各向異性物質，電導率為複矩陣），稱為導納率 (admittivity) 。這方法可以應用於電阻抗斷層成像 (electrical impedance tomography) ，一種工業或醫學成像。

另外一種計算交流的方法使用實值的電導率（跟時間有關）和實值的電容率。電導率越大，物質會越快吸收交流訊號，物質越不透明。

電導率與溫度的關係

電導率與溫度紧密相關。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內，電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率，必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性，時常可以表達為，電導率對上溫度線圖的斜率，用方程式寫為

${\displaystyle \sigma (T)={\sigma _{0} \over 1+\alpha (T-T_{0})}\,\!}$ ；

其中，${\displaystyle T_{0}\,\!}$  是參考溫度，${\displaystyle T\,\!}$  是測量溫度， ${\displaystyle \sigma \,\!}$  是物質的電導率，${\displaystyle \sigma _{0}\,\!}$  是物質在參考溫度的固定參考電導率（通常在室溫），${\displaystyle \alpha \,\!}$  是物質的溫度補償斜率。

最常見的水的溫度補償斜率大約為 2 %/°C 。但是，它可以在 (1 to 3) %/°C 值域之間。這數值與地球化學有關，可以很容易地在實驗室裡測量出來。

在非常低溫的狀況（在絕對零度附近），有些物質的電導率會變得非常高。稱這現象為超導現象。

參考文獻

1. 參閱 J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238 特別是第 1235 頁。請注意，這資料的數值單位是 S/cm，不是 S/m，兩者相差 100 倍。

參閱

• 導電性：講述電導率的物理本質。
• 電阻
• 熱導率
• 經典與量子電導率 (classical and quantum conductivity)
• 莫耳電導率 (molar conductivity) 講述在溶液裡因離子產生的電導率。
• 傳輸現象 (transport phenomena)