Cómo calcular la resistencia medida entre sondas en agua

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Ya leí mucho sobre la conductividad del agua / fluidos, pero no puedo encontrar una fórmula para calcular la resistencia entre sondas en un fluido. Por ejemplo:

use -agua-como-un-conductor-para-un-circuito-alimentado por 1-5v-batería

En la respuesta, Peter Bennett midió aproximadamente 50.000kOhms.

Me gustaría saber cómo puedo calcularlo y cuáles son los parámetros. Parámetros que supongo hasta ahora: - distancia media de las sondas - Superficie de cobre expuesta al agua. - Conductividad del agua (cantidad de sal por ejemplo). - ¿Volumen del agua? - ¿Tensión crítica o lineal?

Realizaré algunos experimentos caseros con cobre / metal en agua y mediré la resistencia con una pequeña corriente de CA / CC a través del agua. Pero primero quiero calcularlo y luego ver si puedo reproducir el resultado.

Editar:

Hice una pequeña prueba con las respuestas a continuación en mente. Especialmente el componente EDLC fue claramente medible. Hice una pequeña prueba en aproximadamente 100 ml / 3.5 g de solución salina. Mis hallazgos:

AC: con sondas de 5 cm / 0,2 mm obtuve a 5 cm aproximadamente 70 ohmios. La cantidad de sonda en el líquido alteró el valor. La distancia fue un factor clave, mi medición no fue lo suficientemente precisa como para darme una función. Resultados generales muy consistentes.

DC: las mismas sondas que probé por primera vez con aproximadamente 1.5v y noté la electrólisis en ese punto, la resistencia era baja, pero aumentó rápidamente debido a las sondas corroídas. si disminuía el voltaje en las sondas a 0.5v, la resistencia era de aproximadamente 1 kOhm, lo que era más alto de lo que esperaba y no se produjo electrólisis visible. Por favor tenga cuidado, DC en una solución salina generará gas de cloro, hágalo en un lugar bien ventilado.

Hice las mediciones sobre un circuito divisor de voltaje, las haré nuevamente más adelante con un método y registro más científico. Pero los hice ahora para obtener una visión general de qué esperar. Todavía me interesan las fórmulas para calcular antes de realizar más pruebas.

    
pregunta Brett

2 respuestas

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No es un problema fácil de resolver sin el software de modelado. Probablemente haya notado que el agua tiene un valor de resistividad en lugar de resistencia, expresado en ohm-metros. Esto se debe a que la relación de voltaje a corriente es proporcional a la distancia e inversamente proporcional a la sección transversal del agua.

Eche un vistazo a las dos imágenes a continuación y podrá comenzar a ver el problema. La distribución de voltaje se muestra en la figura 12.4 y la densidad de corriente en 12.5. El voltaje varía entre dos puntos cualquiera en la trayectoria actual, y la densidad de la corriente también variaría si el gráfico tuviera una resolución más alta. Luego considere que este es un modelo de un disco delgado y, por lo tanto, hay una tercera dimensión que estaría presente en la vida real para agregar complejidad. El límite puede ser conductor, lo que cambiaría todo. Finalmente, el área de superficie del conductor en el agua hará una diferencia: el modelo utiliza fuentes puntuales.

Su mejor apuesta es colocar el agua en un recipiente de geometría conocida con electrodos de geometría conocida y realizar un modelado o algunas pruebas empíricas. El cobre desnudo puede formar una capa de óxido no conductora.

    
respondido por el John Birckhead
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El agua generalmente se caracteriza por su conductancia, y la medida para determinarla es universalmente AC. La conductividad generalmente está determinada por la cantidad y el tipo de sólidos disueltos totales (TDS)

Curiosamente, lo contrario también es cierto; La limpieza del agua (o de otra manera) se puede inferir de la conductividad ya que es una medida de TDS en el agua.

El problema que tendrá en DC (y lo he visto) es que un conductor metálico (con electrones como portador eléctrico) colocado en una solución iónica (la definición de conducción de agua) es un circuito complejo:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La conductancia en masa del canal varía según las sales constituyentes en la solución; El Atlántico tiene unos 43.000 µS / cm. Puede encontrar recursos en algunos cuerpos de agua comunes aquí

El EDLC en el diagrama se forma en el electrodo a la interfaz del canal iónico.

El valor de la EDLC puede ser enorme: un contacto con un radio circular de 5 mm puede formar un condensador tan grande como 100 µF. La aplicación de una fuente de CC a este contacto y luego la inserción en el agua causará la clásica forma de onda diferenciador que decaerá a cierto nivel Depende de la conductividad a granel del agua.

Este efecto fue observado por primera vez por Herman von Helmholtz , pero el modelo ha sido grandemente refinado .

Puede encontrar ayuda en los cálculos aquí

    
respondido por el Peter Smith

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