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Qu'est ce que la conductivité électrique ?

Qu'est ce que la conductivité électrique ?

Avant de savoir avec quel appareil l'on peut mesurer la conductivité électrique, il faut dans un premier temps comprendre ce qu'est cette propriété physique.

Sommaire :

  1. Définition, unité de mesure et appareils nécessaires
  2. Facteurs qui influencent cette grandeur
  3. Relation avec résistance, résistivité et conductance
  4. Conductivité des éléments courants

Définition, unité de mesure et appareillage

La conductivité d'un élément peut être interprété comme la facilitation permise par un élément de faire circuler le courant électrique. Comme vous le savez, certains éléments ne laissent pas du tout passer le courant car il présente une résistivité importante, alors que d'autres, facilitent grandement son passage.

L'unité de mesure du système international pour la conductivité est le siemens par mètre et sa notation est : S/m

L'appareil qui est utilisé pour la mesure de cette propriété physique d'un élément est un conductimètre. Il en existe plusieurs types, du modèle en stylo destiné plutôt aux aquariophiles au modèle paillasse utilisé dans les écoles ou dans les laboratoires. Nous vous conseillons la lecture de cet article à ce sujet : à quoi sert un conductimètre ?

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Facteurs qui influencent cette grandeur

Plusieurs facteurs peuvent faire varier la mesure de la conductivité électrique :

Température de l'élément étudié

C'est en effet le facteur qui va influencé le plus brutalement la conductivité d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz. Plus cette température sera importante plus la valeur en S.m-1 va monter. Par exemple la température de l'eau des étangs, des lacs ou de la mer augmentent pendant les périodes l'estivale, ce qui entraine une augmentation de la conductivité.

Nature de l'élément étudié

C'est évident et vous pouvez le constater dans bien des domaines. La capacité de conduction est directement liée à la nature du solide ou du liquide étudié. C'est pourquoi on utilise par exemple l'or dans les circuits imprimés ... mais ce n'est qu'un exemple parmi tant d'autres.

Forme, géométrie et diamètre du matériau

Certaines formes ou certains types géométriques possèdent de meilleurs propriétés pour améliorer la conductivité. Il en va de même concernant le diamètre d'un élément comme un câble électrique par exemple. La longueur est aussi un paramètre important. Le courant cherchant toujours le chemin le plus court.

Degré de pureté du matériau

C'est surtout vrai et vérifiable avec les matériaux métalliques tels que l'or ou l'argent, qui sont encore utilisés dans l'industrie du semi-conducteur et de l'électronique où l'on attend une excellente conductivité.

Présence d'éléments perturbateurs

Présence d'un champ magnétique à proximité, fréquence d'un courant alternatif trop important, ... il peut y avoir de multitudes de facteurs extérieurs qui parasitent la conductivité d'un solide ou d'un liquide.

Relation résistance, résistivité, conductance

Pour un néophyte, la différence entre conductivité et conductance peut être complexe à comprendre. Pour faire simple, disons que la conductance G ( exprimée en Siemens) représente la facilité globale à laisser passer un courant électrique, alors que la conductivité σ (exprimée en Siemens par mètre) représente la facilité propre à une solution de laisser passer ce courant.

La résistance Ω (exprimée en Ohm) est la capacité d'un élément à s'opposer au passage d'un courant, c'est donc le phénomène inverse de la conductance. Quant à la résistivité ρ (exprimée en Ohm par mètre) représente le phénomène inverse de la conductivité d'un solide ou d'un liquide.

Conductivité des éléments courants

Vous l'aurez compris, chaque matériau ou élément possède sa propre conductivité électrique, ce qui en fait un choix plus ou moins approprié à des applications industrielles diverses et variées. Voici un tableau non exhaustif :

Pour les solides :

Conductivité σ en S/m
Résistivité ρ en Ω/m
Or
45,2×106
2,4 × 10-8
Aluminium
35 × 106
2,8 × 10-8
Cuivre
60 × 106
1,7 × 10-8
Bois humide
10-3
103
Verre
10-17
1017

Pour les liquides :

Conductivité σ en S/m
Résistivité ρ en Ω/m
Eau de mer
5000
2,1 × 10-1
Eau déminéralisée
5,6 x 10-6
1,8 × 105

Pour les gaz :

Conductivité σ en S/m
Résistivité ρ en Ω/m
Air
10-15
1016