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BAND 1 | ARBEITSHEFT 2 SEITE 2

2. Leitfähigkeit
Leitfähigkeit
Wenn ein Verbraucher Man unterscheidet zwischen Elektronenleiter und Ionenleiter.
elektrischen Strom gut leitet,
so hat er einen hohen Elektronenleiter bestehen aus Metallatomen, die untereinander eine feste
Leitwert und einen geringen Bindung eingehen. Deren Valenzelektronen werden dabei abgegeben.
Widerstand.
Die Valenzelektronen sind die Elektronen auf der äußersten Schale des
Der Leitwert eines Körpers Atoms. Die Atome werden dadurch zu positiven Ionen. Die Ionen
hängt ab von seinen nehmen einen gleichmäßigen Abstand zueinander ein und bilden ein Gitter
geometrischen Abmessungen in dem sich die freien Elektronen wie eine Wolke bewegen
und einer
materialspezifischen (Elektronengas). Die negativ geladene Elektronenwolke hält die positiv
Konstante, der elektrischen geladenen Ionen zusammen.
Leitfähigkeit. Diese ist der
Kehrwert des spezifischen Setzt man den Leiter einer elektrischen Spannung aus, dann bewegen sich
Widerstandes. die Elektronen in eine bestimmte Richtung. Es fließt ein Elektronenstrom

vom Minuspol zum Pluspol. Die durchschnittliche Geschwindigkeit v der
Elektronen beträgt 3 mm/s.

In Metallen ist die Zahl der freien Ladungsträger sehr groß (je Atom ein
freies Elektron). Ihre Beweglichkeit ist durch die Atomdichte eingeschränkt,
die elektrische Leitfähigkeit ist hingegen hoch. Die Leitfähigkeit guter Leiter
liegt bei 106 Siemens/cm.

Der Strom, der beim Anlegen einer Spannung fließt, ist nichts anderes als
die große Menge von Elementarladungen. Wenn durch einen Leiter eine

Sekunde lang 1019 Elektronen fließen, dann kann man eine
Stromstärke von 1 Ampere messen.

Nichtleiter (Isolatoren) Zu beachten ist, dass der Elektronenstrom keine Veränderung im Metall
Zu den Nichtleitern zählen feste hervorruft.
Stoffe, wie Kunststoff, Gummi,
Glas, Porzellan, Papier, Anders im Ionenleiter. Das sind leitende Flüssigkeiten (Elektrolyte),
Flüssigkeiten, wie reines Wasser Schmelze und ionisierte Gase. Die Ladungsträger sind sowohl positive, wie
(H2O), Öle und Fette, aber auch auch negative Ionen. Durch den Ionenstrom entsteht eine Veränderung
Vakuum und Gase unter
bestimmten Bedingungen. des Stoffs.
Isolatoren oder Isolierstoffe
verwendet man auch, um Definition
elektrische Leiter voneinander Die Leitfähigkeit gibt die materialspezifische Leitfähigkeit für den
elektrisch zu trennen (isolieren), elektrischen Strom an. Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen
den in Isolatoren ist die Zahl der Widerstandes.
freien Ladungsträger gleich Null.

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Halbleiter Die Einheit der Leitfähigkeit ist m / (Ω · mm ). Eine weitere Einheit für die
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Die elektrische Leitfähigkeit der Leitfähigkeit ist 1 / Ω · m. Hierbei gilt 1 m / (Ω · mm ) = 1 / (10 Ω · m) =
Halbleiter liegt zwischen der von 1M / Ω· m = 1MS/m (Mega Siemens pro Meter).
Metallen und Isolatoren.
Halbleiter unterscheiden sich von Das Formelzeichen der elektrischen Leitfähigkeit
Leitern dadurch, dass die
Valenzelektronen erst durch ist κ (kappa), γ (gamma) oder σ (sigma).
äußere Einflüsse, wie Druck, Üblicherweise wird das kleine κ manchmal auch
Temperatur, Belichtung oder γ (gamma) verwendet. Leider ist das nirgends
Magnetismus frei werden und erst genau definiert.
danach die Leitfähigkeit einsetzt.