Zuerst erkläre ich, warum Metalle gut leiten. Danach geht es um Nichtleiter, auch Isalotoren genannt.
Alle Werkstoffe, die man in der Elektrotechnik verwendet, haben folgende Eigenschaften:
Sie leiten den Strom oder sie leiten den Strom nicht.
Die Materialien, die den Strom leiten, nennen wir deshalb Leiter.
Die Materialien, die den Strom nicht leiten, nennen wir darum Isolatoren.
Leiterwerkstoffe in der Elektrotechnik
Wichtige Leiterwerkstoffe sind unter anderem Kupfer und Aluminium.
Warum leiten Metalle gut?
Metallatome verbinden sich zu gitterförmigen Gebilden mit sehr dichter Atomanhäufung (Das ist ähnlich wie bei Apfelsinen in einer Kiste). Dabei gibt jedes Metallatom seine Valenzelektronen (siehe hierzu meinen Beitrag Erklaerung der elektrischen Ladung innerhalb der Atome) ab. Mit anderen Worten: es wird zum positivem Ion. Im Kristallgitter des Metalls sind die abgegebenen Valenzelektronen dabei frei beweglich. Deshalb werden sie auch freie Elektronen genannt. Die freien Elektronen umschwirren die positiven Atom Ionen wie ein gigantischer Mückenschwarm.
Ein Kupferwürfel von 1 cm3 enthält etwa 1023 freie Elektronen. Stoffe, die eine hohe Anzahl freier Elektronen enthalten, nennt man deshalb elektrische Leiter.
Nichtleiter = Isolatoren
Stoffe, die nur wenig freie Elektronen besitzen werden daher Isolatoren genannt. Isolatoren sind in der Elektrotechnik genauso wichtig wie Leiter.
Zu den Isolatoren zählen zum Beispiel Kunststoffe, Glas, Keramik, Gummi, Lacke, Öle, Glimmer, Asbest.
Beispiele für metallische Leiter und deren Schalenbesetzung:
Hier findest du eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Messungen im Stromkreis, Elektromagnete, darin auch Links zu Aufgaben.
