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Leiter und Isolatoren

Skripte
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Leiter und Isolatoren

Elektrische Geräte benutzt du in fast jeder Situation. Sie sind für die Menschen heute nicht mehr wegzudenken. Damit sie funktionieren, muss ein elektrischer Strom fließen. Nicht jedes Material kann einen Strom leiten.

Elektrische Leiter

Der Strom ist definiert als Ladungen, die sich in einem Zeitraum bewegen. Ein elektrischer Leiter muss also aus einem Stoff bestehen, der freie Ladungen hat. Metall hat die Eigenschaft, dass frei bewegliche Elektronen $(e^-)$ vorhanden sind. Wird nun eine Spannung angelegt, bewegen sich diese Teilchen zum positiven Spannungspol, es fließt ein Strom. Einige Beispiele für gute Leiter sind Metalle, Graphit und in Wasser gelöste Salze. Je besser ein Körper leitet, desto geringer ist der Widerstand, der von ihm ausgeht.
Abb. 1 Metall als Leiter
Abb. 1: Metall als Leiter

Isolatoren

Stoffe, die den Strom nicht leiten können, nennt man Isolatoren. Es sind dort keine frei beweglichen Elektronen vorhanden, es kann deswegen auch kein Strom fließen. Je schlechter der Strom geleitet wird, desto größer der Widerstand und desto besser der Isolator. Gute Isolatoren sind z.B Gummi, Glas, Porzellan und destilliertes Wasser.
Du hast sicher schon einmal erlebt, dass du im Schwimmbad oder an einem See bist und plötzlich zieht ein Gewitter auf. Das Baden wird dann verboten. In diesem Fall ist es so, dass Wasser den Strom leiten kann, denn es handelt sich nicht um reines destilliertes Wasser. Es sind noch andere Stoffe gelöst, die den Strom leiten. Es ist also richtig, bei Gewitter nicht schwimmen zu gehen.
Versuch zum Überprüfen der Leitfähigkeit
Du kannst die Leitfähigkeit eines Materials überprüfen, indem du einen Stromkreis mit einer Spannungsquelle, dem Material, das du untersuchen willst und einer Glühlampe aufbaust.
Abb. 2 : Schaltung mit Leiter und Isolator
Abb. 2: Schaltung mit Leiter und Isolator
Wenn es sich um einen elektrischen Leiter handelt, gibt es einen Stromfluss. Du kannst sehen, dass die Glühbirne aufleuchtet. Handelt es sich um einen Isolator, wird die Lampe nicht aufleuchten.
Elektrische Leitfähigkeit von Flüssigkeiten
Destilliertes Wasser ist ein guter Isolator, es leitet keinen Strom. Wenn man aber ein Salz, zum Beispiel Kochsalz aus der Küche, in das Wasser kippt, wird man feststellen, dass ein Strom fließt. Der Grund dafür ist, dass das Salz aus geladenen Teilchen, den Ionen besteht. Es enthält Natrium-Ionen, die positiv geladen sind und Chlorid-Ionen mit negativer Ladung. Diese Ionen können bei einer angelegten Spannung wandern.
Bildnachweise [nach oben]
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