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EINTEILUNG DER WERKSTOFFE nach ihrer
elektrischen Leitfähigkeit
LEITER, HALBLEITER, NICHTLEITER und SUPRALEITER
DER MENSCHLICHE
KÖRPER UND DER ELEKTRISCHE STROM |

 
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Der
menschliche Körper ist ein schlechter Leiter, dennoch kann durch ihn
elektrischer Strom fließen. Besondere Gefahr besteht dann, wenn die
Spannung (wesentlich) größer ist, als die Kleinspannung (über 48 Volt).
Elektrischer Strom durch den menschlichen Körper (natürlich auch bei Tieren)
kann durch die chemische Zersetzung des Blutes (Gasentwicklung - Embolie),
durch thermische Zerstörung der Muskeln, oder durch die physiologische
Wirkung auf die Zellen und Muskeln (Muskelkrämpfe verbunden mit Atemlähmung)
tödlich sein. Ein besonderer Einfluss kommt der 50 Hertz Netzfrequenz zu.
Dadurch kann es zu Herzkammerflimmern mit Todesfolge kommen. |
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Werkstoffe können nach ihrem Vermögen den elektrischen Strom zu leiten in
Leiter, Halbleiter und Nichtleiter eingeteilt werden. |
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Leiter |
Metalle, Kohle und geschmolzene
Salze (auch erhitztes Glas), leiten den elektrischen Strom. Sie sind
elektrische Leiter. |
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Flüssigkeiten können sowohl
elektrische Leiter als auch Nichtleiter sein. Zum Beispiel sind wässrige
Lösungen von Säuren, Salzen und Basen elektrische Leiter. Ist destilliertes
Wasser nicht verunreinigt, leitet es den Strom nicht. Es ist ein Nichtleiter
(Isolator) ebenso, wie säurefreie Öle. |
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Gase sind im "Normalzustand"
Nichtleiter. Bei niedrigem Druck und hohen elektrischen Feldstärken, können
sie aber leitend werden (Neonröhre). |
Nichtleiter |
Glas, Porzellan, Gummi,
Wolle, Bernstein und reine Seide leiten den elektrischen Strom nicht. Sie
sind Nichtleiter und werden auch als Isolatoren bezeichnet. |
Halbleiter |
Für die Elektronikindustrie
sind Festkörper aus Silizium und Germanium die Grundlage. Sie
verhalten sich in ihren Leitungsmechanismen anders als Metalle. Sie sind bei
Raumtemperatur weder gute Leiter, noch gute Isolatoren. Sie werden deshalb
als Halbleiter bezeichnet.
Halbleiter sind bei sehr
tiefen Temperaturen Isolatoren. Bei höheren Temperaturen werden sie zu
relativ guten Leitern. Ihr Temperaturkoeffizient ist negativ. Sie werden
daher als NTC-Widerstände bezeichnet.
Der Widerstand eines
Halbleitermaterials nimmt bei Temperaturerhöhung ab. Sie werden als
Heißleiter (Thermistoren) verwendet. |
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Alle Aussagen über das elektrische Verhalten von Stoffen sind nur für einen begrenzten Bereich von Temperatur, elektrischer Feldstärke, magnetischer Feldstärke, elektromagnetischer Strahlung (z.B. Licht) und Alterung möglich. Physikalische und chemische Einflüsse können die Leiteigenschaften eines Stoffes vorübergehend und auch bleibend verändern. Unter dem Einfluss von elektrischen Strom kann es aber auch zu einer Veränderung der chemischen und physikalischen Eigenschaften eines Stoffes, vorübergehend und auch bleibend, kommen. |

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Die Fähigkeit eines Werkstoffes, den Strom zu leiten, wird
spezifische elektrische Leitfähigkeit genannt.
Die Fähigkeit eines Werkstoffes, den Strom
nicht zu leiten, wird
spezifischer Widerstand genannt. |
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Eine große elektrische Leitfähigkeit, bedeutet einen kleinen Widerstand. Ein großer Widerstand bedeutet eine kleine elektrische Leitfähigkeit.
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Aus dem Schaubild
können sie die Größenordung der elektrischen Leitfähigkeit, bzw. den
spezifischen Widerstand verschiedener Werkstoffe ablesen. |
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Achten sie auf die Unterscheidung zwischen
den Begriffen Leitwert und Leitfähigkeit. Der Begriff Leitwert ist
bauteilbezogen, der Begriff Leitfähigkeit ist materialbezogen. Deshalb wird häufig
von der spezifischen Leitfähigkeit gesprochen. |
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