Was sind elektrische Leiter?
Wie gesagt, elektrische Leiter leiten Strom an die Stellen weiter, wo wir ihn benötigen. Dort angekommen, geben die elektrischen Leiter den Strom zum Beispiel an die Verbraucher weiter, also etwa an die Kaffeemaschine oder den Föhn. Speziell in diesem Zusammenhang werden die elektrischen Leiter der sogenannten ersten Klasse verwendet. Dabei handelt es sich um Leiter metallischer Natur, in denen Elektronen nahezu frei beweglich und damit gut „leitbar“ sind. Diese Leitfähigkeit ist bei Metallen gegeben und bei Silber am höchsten – dies hat aber auch einen sehr hohen Preis. Da Kupfer ebenfalls sehr gut leitet und wesentlich günstiger ist, wird dieses Metall am häufigsten als elektrischer Leiter für den Haushalt benutzt.
| Leiter | Nichtleiter (Isolatoren) |
|---|---|
| Silber | Keramik |
| Kupfer | Glas |
| Aluminium | Gummi |
| Eisen | Plastik |
| Gold | Holz |
| Messing | Bernstein |
Metalle als elektrische Leiter
Durch ihre physikalischen Eigenschaften eignen sich Metalle besonders gut als elektrische Leiter. Das gilt neben Silber oder Kupfer auch für Gold, Aluminium, Zinn oder Blei. Zinn wird zum Beispiel bei gedruckten Schaltungen genutzt, während Gold sich am besten als Verbindungsleiter eignet. Doch welche physikalischen Eigenschaften machen Kupfer oder Gold zu einem guten Leiter für elektrischen Strom? Während Plastik oder Porzellan als Isolator oder Nichtleiter geeignet ist?
Die Grundlage für die Leitfähigkeit ist die Kristallgitterstruktur in Metallen, die die Elektronen nur schwach binden. Die Folge ist eine nahezu vollständige Bewegungsfreiheit für jene Elektronen, was wiederum gleichbedeutend mit hoher Leitfähigkeit ist. Sonderformen elektrischer Leiter stellen Halbleiter und Supraleiter dar, wobei hier die Temperaturen des Leiters eine zentrale Rolle spielen.
Ein sehr guter elektronischer Leiter ist Kupfer. Bei einem Kupferatom ist ein Elektron der 29 Elektronen beweglich. Alle anderen 28 Elektronen sind fest. Dieses bewegliche Elektron kann den Platz tauschen mit anderen freien Elektronen, während es andere Kupferatome umkreist. Diese beweglichen Elektronen machen Kupfer zu einem so guten Stromleiter.
Die Gegenspieler der elektrischen Leiter
Doch irgendwo oder irgendwann muss der Stromfluss auch einmal gestoppt oder unterbrochen werden. Dies geschieht durch elektrische Leiter und Isolatoren. Wie auch bei Leitern anderer Natur – also etwa Wasser, Gasen oder Säuren –, gibt es auch bei den metallischen elektrischen Leitern Isolatoren, also Stoffe, die Strom kaum oder gar nicht leiten und somit den Stromfluss unterbrechen. Dies sind im Kontext metallische elektrische Leiter vor allem Glas, Porzellan und Keramik. Isolatoren – oder auch „Nicht-Leiter“ – sind dringend notwendig, nicht nur um den Stromfluss zu regulieren, sondern auch aus Sicherheitsgründen.
Elektrische Leiter und Isolatoren
Ein Isolator verhindert den Stromfluss zwischen zwei elektrischen Leitern. Um den Sicherheitsaspekt im Umgang mit elektrischen Leitern zu erhöhen, sind elektrische Leiter in Kabelform mit Isolierungen versehen. Sie kennen diese Isolierungen sicherlich in Form der farbigen Kabel, die aus den Wänden und Decken in Ihrer Wohnung oder Ihrem Haus herausragen. Diese Kabelfarben dienen einerseits der Isolierung der elektrischen Leiter und damit der Sicherheit vor Stromschlägen bei Berührung. Andererseits werden die elektrischen Leiter dadurch gegeneinander geschützt, um so Kurzschlüsse zu vermeiden und die Kabelfarben stehen auch für unterschiedliche Typen von elektrischen Leitern:
- Schwarzes Kabel: Phase (L), Strom führender Leiter, „Außenleiter“ – steht unter Spannung und sorgt für die Stromversorgung
- Blaues oder graues Kabel: Neutralleiter (N) – Strom rückführend, Stromfluss vom Verbraucher zurück zur Quelle
- Grün-gelb: Schutzleiter (PE) – leitet Berührungsspannung an leitfähigen Metallgehäusen zur Erde
Wichtig: Dieser Beitrag dient nur als Anregung und gibt Tipps für die Elektroinstallation. Es handelt sich jedoch um keine vollständige Installationsanleitung. Es wird keinerlei Haftung für entstandene Personen- und Sachschäden bei unsachgemäßer und nicht vorschriftsgemäßer Ausführung übernommen. Wenn Sie unsicher bei der Installation sind, sollten Sie auf jeden Fall einen erfahrenen, qualifizierten Elektriker beauftragen.
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