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SPEZIFISCHER WIDERSTAND,
(spezifische) LEITFÄHIGKEIT
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Auf die Frage wie schnell
er in diesem Land auf der Autobahn mit dem Auto fahren darf bekommt er
die Antwort 130. Er fährt 130. Er bezahlt eine hohe Strafe. Er kommt aus
Amerika und ist 130 Meilen in der Stunde gefahren. Es ist also bei der
Angabe des Zahlenwertes für eine Größe immer wichtig auch die richtigen
Einheiten dazu anzugeben. Die erlaubte Geschwindigkeit war 130 km pro
Stunde. Bei den Zahlenwerten für den spezifischen Widerstand und der
Leitfähigkeit können sie besonders leicht irren. Sie müssen genau darauf
achten ob sie einen metallischen Leiter, eine Flüssigkeit oder einen
Isolator berechnen. Sie finden in der Literatur die Angaben für die
Länge in cm, dm oder m und den Querschnitt in mm2, cm2,
dm2 und m2. |
Eigenschaft
von Werkstoffen |
Der spezifische
elektrische Widerstand eines Werkstoffes ist der auf bestimmte Abmessungen bezogene Widerstand
des Werkstoffes bei der Temperatur von 20°C. |
Leiter
Spezifischer
Widerstand
ρ (Rho) |
Das Formelzeichen für den spezifischen Widerstand ist
ρ. |
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Die abgeleitete Einheit des spezifischen Widerstandes
eines elektrischen Leiters ist ρ (Rho):
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Wir fragen
nach dem Widerstand einer Materialprobe mit 1m Länge und der Querschnittsfläche von 1mm2. |
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Wichtig für die Praxis:
Wegen der Angabe des spezifischen Widerstandes in Ω · m / mm2
müssen zum Berechnen des Widerstands eines metallischen Leiters die
Länge in m und der Querschnitt des Leiters in mm2 eingegeben
werden. |
Nichtleiter
(Isolatoren) |
Für Nichtleiter (Isolatoren) gelten folgende
Definitionen: |
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Für Nichtleiter wird der nach DIN 53 482 gemessene Durchgangswiderstand einer Materialprobe auf einen Würfel dieses Werkstoffes von 1m Kantenlänge bezogen. Bei der Messung ist darauf zu achten, dass der wesentlich kleinere Oberflächenwiderstand (ca.1%) nicht mit gemessen wird. |
Isolator
Spezifischer
Widerstand
ρ (Rho) |
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Die abgeleitete Einheit des spezifischen Widerstandes eines
elektrischen Isolators ist ρ
(Rho): |
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Wichtig für die Praxis:
Wegen der Angabe des spezifischen Widerstandes in Ω · m
müssen zum Berechnen des Durchgangswiderstands eines Isolators die Länge
in m und der Querschnitt des Isolators in m2 eingegeben
werden. |
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Vereinzelt finden sie die
Werte für ρ in Ω · cm angegeben. Hier
muss die Länge in cm und der Querschnitt in cm2 angegeben
werden. |
Halbleiter |
Eine allgemeine Aussage über den spezifischen Widerstand von Halbleitern ist nicht sinnvoll. |
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0,01786 |
Die Zahlenwerte für die spezifischen Widerstände für Leiter sind im allgemeinen sehr klein. Es wird daher häufig mit der spezifischen Leitfähigkeit gerechnet. |
Leiter
Spezifische
Leitfähigkeit
γ (Gamma) |
Das Formelzeichen für die spezifische elektrische Leitfähigkeit ist
γ. (In der Literatur ist auch häufig der griechische Kleinbuchstabe
κ zu finden.) |
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Die abgeleitete Einheit für die spezifische Leitfähigkeit
γ (Gamma) eines elektrischen Leiters ist: |
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Wir
fragen wie lang eine Materialprobe mit der Querschnittsfläche von 1mm2
sein muss, dass sie einen Widerstand von 1Ω hat. |
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56 |
Eine Leitung aus Kupfer mit
1mm2 Querschnitt muss 56m lang sein, dann hat sie einen
Widerstand von 1Ω. Leicht zu merken: Zahlenwert für γ = 56. |
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Isolator
γ (Gamma) |
Die abgeleitete Einheit für die spezifische Leitfähigkeit
γ (Gamma) eines elektrischen Isolators ist: |
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Einige gebräuchliche Werte für
ρ und γ sind: |
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Material (Isolator) |
ρ |
Ω·m |
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Material (Leiter) |
ρ |
Ω mm2/ m |
γ |
m /
Ω mm2 |
Pertinax |
1016 |
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Silber |
0,016 |
62,5 |
Polystyrol |
1020 |
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Kupfer |
0,01786 |
56 |
Epoxid |
1022 |
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Gold |
0,023 |
43,5 |
Glimmer |
1016 |
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Aluminium |
0,0264 |
37,9 |
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Leiterplatten haben
sehr geringe Folienstärken. Die Elektronenbeweglichkeit nimmt dadurch
bereits stark ab. Obwohl sie aus galvanisch abgeschiedenen Reinkupfer
bestehen, kann bei Folienstärke von 50μm nur mit einem ρ von 0,02 m / Ω mm2 gerechnet werden. |
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