Eigenschaften elektrischer Leiter
Elektrische Leiter sind Materialien, die elektrischen Strom mit minimalen Widerstand durchfließen lassen. Das heißt, sie weisen eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Üblicherweise sind Leiter Metalle wie Kupfer, Silber, Gold und Aluminium, aber auch einige Nichtmetalle wie Graphit können als Leiter fungieren. Die Elektronen in leitfähigen Materialien können sich frei bewegen, was den einfachen Durchgang des elektrischen Stroms durch das Material ermöglicht. Diese Eigenschaft macht Leiter in vielen elektrischen Anwendungen wie Verkabelung, Schaltkreisen und elektronischen Geräten nützlich.
Merkmale elektrischer Leiter
- Hohe elektrische Leitfähigkeit: Leiter können elektrischen Strom mit minimalem Widerstand leiten.
- Niedrige Resistivität: Leiter weisen eine geringe Resistivität auf, ein Maß dafür, wie stark ein Material den Stromfluss behindert.
- Hoher Schmelzpunkt: Leiter haben hohe Schmelzpunkte, was bedeutet, dass sie hohen Temperaturen standhalten können, ohne zu schmelzen oder sich zu verschlechtern.
- Duktilität: Leiter sind oft duktil, das heißt, sie können leicht zu Drähten oder anderen Formen gezogen werden, ohne zu brechen.
- Verformbarkeit: Leiter sind oft verformbar, was bedeutet, dass sie leicht geformt oder geformt werden können, ohne zu brechen.
- Hohe Dichte: Leiter sind oft dichte Materialien, was bedeutet, dass sie eine hohe Masse pro Volumeneinheit haben.
- Hohe thermische Leitfähigkeit: Viele Leiter haben auch eine hohe thermische Leitfähigkeit, was bedeutet, dass sie Wärme effizient übertragen können.
Tabelle der 10 häufigsten Leiter mit ihren Hauptparametern
| Leiter | Elektrische Leitfähigkeit (S/m) | Thermische Leitfähigkeit (W/m*K) | Schmelzpunkt (°C) | Dichte (g/cm³) |
|---|---|---|---|---|
| Silber (Ag) | 62.6 × 106 | 429 | 961 | 10.49 |
Materialien mit der höchsten elektrischen Leitfähigkeit
Hier sind sieben Materialien mit der höchsten elektrischen Leitfähigkeit:
- Silber: Silber hat die höchste elektrische Leitfähigkeit aller Metalle und wird aufgrund seines geringen Widerstands und seiner hohen thermischen Leitfähigkeit häufig in elektrischen und elektronischen Anwendungen eingesetzt.
- Kupfer: Kupfer ist das zweitleitfähigste Metall nach Silber und wird häufig in elektrischen Leitungen und elektronischen Komponenten verwendet.
- Gold: Gold ist ein guter Stromleiter und wird häufig in elektronischen Steckverbindern, Schaltern und anderen Komponenten aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und geringen Reaktivität eingesetzt.
- Aluminium: Aluminium ist ein leichtes Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit und wird in einer Vielzahl von elektrischen Anwendungen wie Stromübertragung und -verteilung verwendet.
- Wolfram: Wolfram hat einen hohen Schmelzpunkt und ist ein guter Stromleiter, was es nützlich in Hochtemperatur-Elektroanwendungen wie Glühlampen und Vakuumröhren macht.
- Platin: Platin ist ein dichtes, korrosionsbeständiges Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und wird in einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Anwendungen verwendet.
- Messing: Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink, die eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist und häufig in elektrischen Steckverbindern, Schaltern und anderen Komponenten verwendet wird.
Elektrolytisch raffiniertes Kupfer
Elektrolytisch raffiniertes Kupfer, UNS C11000, ist reines Kupfer (mit maximal 0,0355% Verunreinigungen), das durch den elektrolytischen Raffinationsprozess gereinigt wurde. Es ist die am häufigsten verwendete Kupfersorte weltweit. ETP hat eine Mindestleitfähigkeit von 100% IACS und muss zu 99,9% rein sein. Es hat einen Sauerstoffgehalt von typischerweise 0,02% bis 0,04%. Elektrische Verkabelung ist der wichtigste Markt für die Kupferindustrie. Dazu gehören strukturelle Stromverkabelung, Stromverteilungskabel, Gerätekabel, Kommunikationskabel, Automobildrähte und -kabel sowie Magnetdrähte. Etwa die Hälfte allen abgebauten Kupfers wird für elektrische Drähte und Kabel verwendet. Reines Kupfer hat die beste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller kommerziellen Metalle. Die Leitfähigkeit von Kupfer beträgt 97% der von Silber. Aufgrund seiner viel niedrigeren Kosten und größeren Verfügbarkeit wird Kupfer traditionell als Standardmaterial für Stromübertragungsanwendungen verwendet.
Elektrische Leitfähigkeit und Materialien
