La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, c'est à dire à permettre le passage du courant électrique.

Principe physique

La conductivité électrique est l'inverse de la résistivité. Elle correspond à la conductance d'une portion de matériau de 1 m de longueur et de 1 m² de section.

Parmi les meilleurs conducteurs, il y a les métaux (comme le cuivre ou l'aluminium) pour lesquels les porteurs de charge sont les «électrons libres» et , les solutions d'électrolytes (ayant des ions en solution). Pour ces dernières, la valeur de la conductivité dépend de la nature des ions présents dans la solution et de leurs concentrations. La conductivité d'une solution peut être mesurée avec un conductimètre.

Certains matériaux, comme les semi-conducteurs, ont une conductivité qui dépend d'autres conditions physiques, comme la température ou l'exposition à la lumière, etc. Ces propriétés sont de plus en plus mises à profit pour réaliser des capteurs.

Unité

S. m^-1 (siemens par mètre)

Le plus fréquemment la mesure avec un conductimètre donne le résultat en mS. cm^-1 (millisiemens par centimètre).

Attention : 1 mS. cm^-1 = 0, 1 S. m^-1

Dimension : [σ] = I²T³L^-3M^-1

Utilisation Courante

Beaucoup utilisée en chimie, son unité dans le Système international d'unités (SI) est le siemens par mètre (1 S/m = A²·s³·m^-3·kg^-1). C'est le rapport de la densité de courant par l'intensité du champ électrique. C'est l'inverse de celle de la résistivité.

Le symbole le plus souvent utilisé pour désigner la conductivité est la lettre grecque sigma : σ.

Selon les matériaux, σ fluctue de 10⁸ S·m^-1 à 10^-22 S·m^-1.

Autres utilisations de la conductivité

Dans le domaine de l'électrostatique et de la magnétostatique, on utilise d'une façon plus générale la conductivité électrique exprimée en (Ω. m) ^-1. L'unité de σ est homogène à celle de γ étant donné que le siemens est homogène à un Ω^-1.

La conductivité d'une solution aqueuse permet d'estimer sa charge en ions, elle s'exprime le plus souvent en µS/cm.

Expression

La loi de Nernst-Einstein sert à calculer la conductivité en fonction d'autres paramètres fondamentaux du matériau :

où

• D est le cœfficient de diffusion de l'espèce chargée reconnue ;
• Z est le nombre de charges portées par l'espèce ;
• e est la charge élémentaire, soit 1, 602×10^-19 C ;
• C est la concentration de l'espèce ;
• k_B est la constante de Boltzmann, soit à peu près 1, 3806×10^-23 J·K^-1 ;
• T est la température absolue, exprimée en kelvins.

Voir aussi

Liens externes

• Une vidéo explicative sur la conductivité des solutions en chimie

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