siemens

Angol

Főnév

siemens (tsz. siemenses)

1. (informatika) A siemens (jele: S) a vezetőképesség (konduktancia) SI-mértékegysége. A vezetőképesség az elektromos ellenállás reciprok értéke, vagyis megmutatja, mennyire jól vezeti egy anyag az elektromos áramot. A siemens a 20. században vált hivatalos mértékegységgé, nevét Werner von Siemens német feltalálóról és iparosról kapta, aki jelentős szerepet játszott az elektrotechnika fejlődésében.

---

1. Definíció

A siemens mértékegység definíciója:

$$1\ \mathrm {S} ={\frac {1}{\Omega }}$$

Vagyis 1 siemens az a vezetőképesség, amely egy 1 ohmos ellenállással rendelkező komponensre jellemző.

SI-alapegységekre felbontva:

$$1\ \mathrm {S} ={\frac {1\ \mathrm {A} }{1\ \mathrm {V} }}={\frac {\mathrm {s} ^{3}\cdot \mathrm {A} ^{2}}{\mathrm {kg} \cdot \mathrm {m} ^{2}}}$$

Ez az áramerősség és a feszültség viszonyából származik, mivel a vezetőképesség:

$$G={\frac {I}{V}}$$

ahol:

• ${\textstyle G}$: vezetőképesség [S],
• ${\textstyle I}$: áram [A],
• ${\textstyle V}$: feszültség [V].

---

2. A vezetőképesség fizikai jelentése

A vezetőképesség megmutatja, hogy egy adott anyag vagy eszköz milyen könnyen engedi át az elektromos áramot. Ez a jellemző különösen fontos:

• elektromos áramkörökben (pl. ellenállások helyett vezetők vizsgálata),
• elektronikai alkatrészek, szenzorok viselkedésének értékelésében,
• ionos vezetők és elektrolitok elemzésekor (pl. sóoldatokban).

---

3. A siemens és az ohm kapcsolata

Mivel a siemens az ohm reciprok értéke:

$$G={\frac {1}{R}}$$

ahol:

• ${\textstyle G}$: vezetőképesség [S],
• ${\textstyle R}$: ellenállás [Ω].

Példa:

• Egy 2 Ω-os ellenállás vezetőképessége:

  $$G={\frac {1}{2}}=0{,}5\ \mathrm {S}$$

• Egy 0,25 Ω-os vezető:

  $$G={\frac {1}{0{,}25}}=4\ \mathrm {S}$$

---

4. Siemens a gyakorlatban

A siemens mértékegységet gyakran használják elektromos, elektrokémiai és biofizikai mérésekben, különösen akkor, ha a rendszerek változó ellenállással vagy vezetőképességgel dolgoznak.

Példák:

• Víz vagy oldatok vezetőképessége: mikro- vagy millisiemens/cm mértékben
• Emberi test ellenállása: gyakran mikro-siemens értékekkel jellemezhető
• Félvezetők vizsgálata: konduktancia-szint mérések
• Hidrológia, környezetvédelem: folyók, tavak ásványianyag-tartalmának mérése

---

5. Prefixumok a siemensnél

A siemens értéke gyakran nagyon kicsi vagy nagy, ezért előtagokat használunk:

Prefixum	Jel	Érték (S)	Példa alkalmazás
microsiemens	μS	${\textstyle 10^{-6}\ {\text{S}}}$	víz, testfolyadékok vezetőképessége
millisiemens	mS	${\textstyle 10^{-3}\ {\text{S}}}$	ipari oldatok, elektrokémia
kilosiemens	kS	${\textstyle 10^{3}\ {\text{S}}}$	ritka, nagyon jó vezetők
megasiemens	MS	${\textstyle 10^{6}\ {\text{S}}}$	szupervezetők elméleti modellezésében

---

6. Vezetőképesség mérése

A vezetőképesség mérése vezetőképesség-mérővel (konduktométerrel) történik. Ezek az eszközök egy ismert távolságú és felületű elektródapáron keresztül áramot bocsátanak át az oldaton, majd a feszültség és áram alapján kiszámítják a konduktanciát.

Mért egységek gyakran:

• μS/cm
• mS/cm

---

7. Specifikus vezetőképesség

Ez a fogalom egy anyag egységnyi méretére vonatkozó vezetőképességet jelöli, pl.:

$$\kappa =G\cdot {\frac {L}{A}}$$

ahol:

• ${\textstyle \kappa }$: specifikus vezetőképesség (S/m),
• ${\textstyle G}$: vezetőképesség [S],
• ${\textstyle L}$: hossz (m),
• ${\textstyle A}$: keresztmetszet (m²)

Ez a fajlagos vezetőképesség megmutatja az anyag intrinzik elektromos vezetőképességét (pl. réz, alumínium, víz, stb.).

---

8. Siemens a félvezetőiparban

A félvezető eszközök (diódák, tranzisztorok, IC-k) működése során a vezetőképesség és annak változása alapvető jellemző. A siemens itt a dinamikus vezetőképesség (dG/dV) mérésére szolgál.

---

9. Siemens és bioelektromosság

Az orvosi diagnosztikában, például a bőrellenállás, szövetek impedanciájának vagy idegrendszeri válaszok mérésénél mikro- vagy millisiemens nagyságrendben határozzák meg a vezetőképességet.

---

10. Összefoglalás

A siemens (S) az elektromos vezetőképesség SI-mértékegysége, amely azt mutatja meg, hogy egy anyag milyen jól vezeti az elektromos áramot. Az ohm ellentettje, és kulcsfontosságú az áramkörtervezés, elektrokémia, biológia, orvoslás és környezetkutatás területén.

A siemens egyszerű, mégis nagy hatású egység: mikroszkopikus rendszerek (pl. sejtek, oldatok) vizsgálatától egészen ipari rendszerek (áramvezetők, félvezetők) elemzéséig mindenhol jelen van.

További információk

• siemens - Szótár.net (en-hu)
• siemens - Sztaki (en-hu)
• siemens - Merriam–Webster
• siemens - Cambridge
• siemens - WordNet
• siemens - Яндекс (en-ru)
• siemens - Google (en-hu)
• siemens - Wikidata
• siemens - Wikipédia (angol)