水体电阻计算

水的电阻计算

水的电阻率是指在一定温度下，边长为1cm正方体水两侧相对电阻为Ω.cm(欧姆厘米)，MΩ.cm(兆欧姆厘米)。电导率为电阻率倒数，单位为S/cm(西门子每厘米)，μs/cm(每厘米微西门子)。
这一定义来源于欧姆定律：R=ρL/F。
R为电阻值；
ρ材料的电阻率；
F对于材料截面积，是插入水中的电极板的有效截面积。这里的有效截面积意味着电极可能是曲面或异形的。此外，只能计算插入水中的面积。
L是两个极板间距。
如果电极是曲面形状，则必须用曲面积分计算。在工程中，为了简化计算，使用平面极板正对。
以上可得出结论：ρ=RF/L，单位为Ωm2/m，即Ωm，单位换成厘米时，是Ω*cm。电导率是电阻率的倒数，所以电导率单位是S/cm、μS/cm。
实际问题分析例：水位探测。
使用两个直径3mm不锈钢探针，间距5cm垂直插入水箱，检测位置是否有水或无水，要求检测导电率10uS/cm饮用纯净水。首先计算水的一般电阻：
电导率为10uS/cm，则电阻率为ρ=1/（10uS/cm），所以
R = （1/（10uS/cm））5cm/（（0.3cm3.14/2）*H）
R=1.06/H （MΩ）
H是电极棒插入水的深度，单位为cm。若无水，即H=此时R趋于无限大。
当H为1cm时，R=1.06MΩ；
当H为40cm时，R=26.5KΩ；
也就是说，水位越高，两根棒之间的电阻就越大。
自来水也可以推出(假设350)uS/cm）的电阻：
当H为1cm时，R=1.06MΩ/350=3028.6Ω；
当H为40cm时，R=26.5KΩ/350 = 75.7Ω；
可见水的阻值变化范围很大。
如果检测水位，应注意电压不得高于电解水的电压值。水的理论分解电压1.23V，热中性电压1.48V，工程实际值1.7-2.0。
以上计算仅作为抛砖引玉，如有错误，请专业人士指正。