Definition der elektrischen Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist das Maß für die Menge an elektrischem Strom, die ein Material transportieren kann, oder für die Fähigkeit, Strom zu transportieren. Die elektrische Leitfähigkeit wird auch als spezifische Leitfähigkeit bezeichnet. Leitfähigkeit ist eine Eigenschaft eines Materials.

Einheiten der elektrischen Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit wird mit dem Symbol σ bezeichnet und hat SI-Einheiten von Siemens pro Meter (S / m). In der Elektrotechnik wird der griechische Buchstabe κ verwendet. Manchmal steht der griechische Buchstabe γ für Leitfähigkeit. In Wasser wird die Leitfähigkeit häufig als spezifischer Leitwert angegeben, was im Vergleich zu reinem Wasser bei 25 ° C ein Maß ist.

Beziehung zwischen Leitfähigkeit und Widerstand

Die elektrische Leitfähigkeit (σ) ist der Kehrwert des spezifischen elektrischen Widerstands (ρ):

σ = 1 / ρ

wo der spezifische Widerstand für ein Material mit einem gleichmäßigen Querschnitt ist:

ρ = RA / l

Dabei ist R der elektrische Widerstand, A die Querschnittsfläche und l die Länge des Materials

Die elektrische Leitfähigkeit eines metallischen Leiters nimmt mit abnehmender Temperatur allmählich zu. Unterhalb einer kritischen Temperatur fällt der Widerstand in Supraleitern auf Null, so dass ein elektrischer Strom ohne angelegte Leistung durch eine Schleife aus supraleitendem Draht fließen kann.

In vielen Materialien erfolgt die Leitung durch Bandelektronen oder Löcher. In Elektrolyten bewegen sich ganze Ionen und tragen ihre elektrische Nettoladung. In Elektrolytlösungen ist die Konzentration der ionischen Spezies ein Schlüsselfaktor für die Leitfähigkeit des Materials.

Materialien mit guter und schlechter elektrischer Leitfähigkeit

Metalle und Plasma sind Beispiele für Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Das Element, das der beste elektrische Leiter ist, ist Silber - ein Metall. Elektrische Isolatoren wie Glas und reines Wasser weisen eine schlechte elektrische Leitfähigkeit auf. Die meisten Nichtmetalle im Periodensystem sind schlechte elektrische und thermische Leiter. Die Leitfähigkeit von Halbleitern liegt zwischen der eines Isolators und eines Leiters.

Beispiele für hervorragende Leiter sind:

• Silber
• Kupfer
• Gold
• Aluminium
• Zink
• Nickel
• Messing