HOME 教育状況公表 令和3年3月1日

⇒#93@物理量;

導電率

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【物理量】導電率⇒#93@物理量;
導電率 κ / S/m

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導電率の大綱となる 物理量は、導電率です。

コンダクティビティ。誘電率 ε 〔F/m〕、透磁率とともに電気にかかわる物性値。コンダクタンス G 〔S〕に長さをかけて面積 A 〔m²〕で割った値。

電子伝導、イオン伝導、混合伝導があります。

電流密度 J 〔A/m²〕＝導電率 κ 〔S/m〕×電界の強さ E 〔V/m〕

導電率 κ 〔S/m〕＝セル定数 a 〔1/m〕×コンダクタンス G 〔S〕

導電率 κ 〔S/m〕＝セル定数 a 〔1/m〕÷電気抵抗 R 〔Ω〕

導電率 κ 〔S/m〕＝１÷抵抗率 ρ 〔Ω·m〕

導電率 κ 〔S/m〕＝移動度 μ 〔m²/V・s〕×電荷密度 ρ 〔C/m³〕

Conductivity Meter¹⁾

金属では温度 T 〔K〕の上昇とともに導電率が小さくなるが、半導体では逆に大きくなります。

導電率 κ 〔S/m〕（抵抗率 ρ 〔Ω·m〕）、誘電率 ε 〔F/m〕、透磁率 μ 〔N/A²〕は物性値です。

【物理量】溶液抵抗 R 〔Ω〕

接触コンダクタンス G 〔S/m²〕

【プロット】電場―電流密度²⁾

３―３１０１（鉛電池／ＴＧ・ＤＴＡ）区画３―３１０１（鉛電池／ＴＧ・ＤＴＡ）区画³⁾

【関連講義】

エネルギー変換化学特論,⁴⁾

⁵⁾

【測定装置】

塩分計塩分計 しおみスプーン⁶⁾

電気伝導率計⁷⁾

物性計測

https://edu.yz.y…

https://edu.yz.y…

表 塩化カリウム水溶液の導電率

	0.01	0.02	0.1	1.0
0				6.541
5
10				10.207
25

電気伝導性⁸⁾

表 インピーダンスと物性

	測定値	界面の特性値	バルクの物性値
電気の流しにくさ	溶液抵抗 R 〔Ω〕	反応抵抗 R 〔Ω·m²〕	抵抗率 ρ 〔Ω·m〕
電気のためやすさ	静電容量 C 〔F〕	電気二重層容量 Cd 〔F/m²〕	誘電率 ε 〔F/m〕
電気の流れやすさ	コンダクタンス G 〔S〕		導電率 κ 〔S/m〕

Conductivity Meter

３―３１０１（鉛電池／ＴＧ・ＤＴＡ）区画

塩分計 しおみスプーン

電気伝導率計

物性計測

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• (1) Conductivity Meter
  ,東亜電波工業(株)　CM-8ET,,(,).
• (2) 電場―電流密度,電界の強さ,電流密度, (プロット).
• (3) 3-3101 ３―３１０１（鉛電池／ＴＧ・ＤＴＡ）区画, 場所.
• (4) 立花和宏. エネルギー化学特論：金属結合、金属結晶と電気伝導. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=3844.  (参照2011-09-27).
• (5) 伊藤 智博、仁科 辰夫. 卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４～）：電解液. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=767.  (参照2006-07-17).
• (6) 塩分計 しおみスプーン
  ,SO-302,,(TANITA,).
• (7) 電気伝導率計
  ,TOA CM-40G,,(,).
• (8) 名無し.電気伝導性, 性状.

導電率を求める計算式

• 抵抗率から導電率へ:
• :電気抵抗からの導電率の計算:

導電率の細目となる 物理量

• 導電率
• 導電率
• 電気伝導率
• 伝導率
• ワルデン積

導電率を使うプロット

• 電場―電流密度 
• 温度－導電率 
• 導電率-コンダクタンス 

化学種 の導電率

• プロピレンカーボネート 0.00000001
• 1,2-ジメトキシエタン 0

材料 の導電率

• 1  1M LiBF4/PC+DME(vol.50:50) 1.59
• 2  1M LiPF6/PC+DME(vol.50:50) 0.97
• 3 キシダ化学 1M LiClO4/PC+DME(vol.50:50) 1.421
• 4 YDK5％AAコンデンサグレード 3.83
• 6 0.1M LiBF4/PC+DME(vol.50:50) 3.2
• 7 0.01M LiBF4/PC+DME(vol.50:50) 0.62
• 8 0.1M LiPF6/PC+DME(vol.50:50) 4.5
• 9 LiPF6/PC+DME(vol.50:50) 0.72
• 423 プロピレンカーボネート 0.00000001
• 429 プロピレンカーボネート 0.00000001
• 585 1M 塩化カリウム水溶液 1118

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物理は自然を測る学問。物理を使えば、 いつでも、 どこでも、みんな同じように測れます。 その基本となるのが 量と 単位で、その比を数で表します。 量にならない 性状 も、序列で表すことができます。

物理量は単位の倍数であり、数値と 単位の積として表されます。

量と 量との関係は、 式で表すことができ、 数式で示されます。 単位が変わっても 量は変わりません。 自然科学では数式に 単位をつけません。 そのような数式では、数式の記号がそのまま物理量の量を表す方程式を量方程式と言います。

逆に数式の記号が数値を表す方程式を数値方程式と言います。 数値方程式では、記号の単位を示す必要があります。

表 *  基礎物理定数

物理量		記号	数値	単位
真空の透磁率	permeability of vacuum	μ 0	4π ×10-2	NA-2
真空中の光速度	speed of light in vacuum	c , c 0	299792458	ms-1
真空の誘電率	permittivity of vacuum	ε = 1/ μ 0 c 2	8.854187817...×10-12	Fm-1
電気素量	elementary charge	e	1.602176634×10-19	C
プランク定数	Planck constant	h	6.62607015×10-34	J·s
ボルツマン定数	Boltzmann constant	kB	1.380649×10-23	J·K−1
アボガドロ定数	Avogadro constant	NA	6.02214086×1023	mol−1

物理量のテーブルを参照しています。 性状

量を単位と数の積であらわすことができたらラッキーです。 客観的な数を誰でも測定できるからです。 数を数字（文字）で表記したものが数値です。 数値は測定誤差ばかりでなく丸め誤差も含まれます。

だから0.1と表現されれば、 誰でも客観的な手段で、有効数字小数点以下１桁まで測定できることを意味します。

では、単位と数値を持たなければ量的な議論ができないのかと言えばそんなことはありません。

たとえば「イオン化傾向」というのがあります。 酸化還元電位ととても関係がありまが同じではありません。 酸化還元電位は単位と数の積で表現できます。 でもイオン化傾向、それぞれに数はありません。

でもイオン化傾向が主観的なのかといえば、そうではなくかなり客観的なものです。 数がわかっていなくても順位がわかっているという場合もあるのです。 こういう特性を序列と読んだりします。 イオン化傾向 や摩擦帯電列は序列なのです。 余談ですが、序列も最尤推定可能で、スピアマンの順位相関分析が有名です。

単位までとはいかなくても、その量の意味を表現することを次元と言います。 イオン化傾向と 酸化還元電位は同じ意味ではありませんが、 イオン化傾向の序列になっている次元と酸化還元電位の単位の次元が同じということはできそうです。

議論の途中で次元を意識することは、考察の助けになります。 そんなわけで仮に単位を定めてみることはとても大切です。

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山形大学 データベースアメニティ研究所
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准教授 伊藤智博
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