Elektrische Leiter und Nichtleiter

Elektrische Leiter

Wie wir bereits wissen, benötigen wir einen geschlossenen Stromkreis, damit elektrischer Strom fließen kann. Als leitende Verbindung werden darin meist Kabel verwendet.

Doch welche Stoffe leiten elektrischen Strom und welche nicht?

Um dies herauszufinden, kann man die Verbindung zwischen zwei Punkten im Stromkreis mit Proben aus unterschiedlichen Materialien überbrücken. Dazu eignen sich z.B. Krokodilklemmen, zwischen denen man die Probe einspannen kann. Zur Kontrolle, ob Strom fließt, verwenden wir wieder eine Glühlampe: Leuchtet die Lampe, so handelt es sich bei der Probe um einen Leiter.

Ergebnis:

Die Lampe leuchtet bei allen Metallen und bei Kohlenstoff. Bei allen anderen Materialien bleibt die Lampe dunkel.

Das bedeutet:

Alle Metalle sowie Kohlenstoff leiten elektrischen Strom – sie sind elektrische Leiter. Materialien, die den Strom nicht leiten, nennt man Nichtleiter oder Isolatoren. Kunststoff z.B. ist ein Isolator und dient als Ummantelung von Kabeln, die im Inneren aus Metall bestehen.

Leiten auch Flüssigkeiten elektrischen Strom?

Sicher hast Du schon einmal gehört, dass Elektrizität in Verbindung mit Wasser oder Feuchtigkeit gefährlich sein kann. Stromunfälle, bei denen elektrische Geräte in die Badewanne fallen, gehen nicht selten tödlich aus.

Leitet also auch Wasser elektrischen Strom?

Um das zu klären, verbinden wir die Enden zweier Kabel, die an einen Stromkreis mit einer Glühlampe angeschlossen sind, mit je einer Elektrode aus einem Metall, von dem wir ja wissen, dass es den Strom leitet. Die beiden Elektroden werden in ein Glas, welches mit Leitungswasser gefüllt ist, getaucht. So können wir überprüfen, ob die Lampe leuchtet und ob das Wasser den Strom leitet.

Ergebnis:

Die Lampe bleibt dunkel.

Das kann verschiedene Gründe haben:

• Wasser leitet doch keinen elektrischen Strom.
• Das Wasser leitet zu schlecht, der Strom ist zu gering, um die Lampe zum Leuchten zu bringen.

Mit einem Strommessgerät (Amperemeter) kann man feststellen, dass tatsächlich ein (schwacher) Strom fließt. Wasser leitet also den Strom, scheint aber ein relativ schlechter Leiter zu sein.

(Info: Verwendet man destilliertes Wasser, so ist jedoch auch mit dem Amperemeter kein Strom festzustellen.)

Versetzt man das Wasser jedoch mit Kochsalz, so steigt die Stromstärke deutlich an, und die Lampe beginnt zu leuchten:

Offenbar leitet Salzwasser den Strom wesentlich besser als Leitungswasser:

Da auch der menschliche Körper zum großen Teil aus Wasser besteht, in dem Salze gelöst sind, leitet auch unser Körper Strom. Das ist der Grund, warum Strom gefährlich für uns sein kann. Genaueres dazu erfährst Du auf der Seite Gefahr von elektrischem Strom (folgt in Kürze).

Es gibt noch weitere Flüssigkeiten, die elektrischen Strom leiten.

Flüssige elektrische Leiter sind:

• Salzwasser
• Essig
• Fruchtsäfte (schlecht)

Flüssige elektrische Leiter leiten Strom in der Regel deutlich schlechter als Metalle. Sie werden auch als Elektrolyte bezeichnet.

Die folgenden Flüssigkeiten sind Nichtleiter:

• Öl
• Benzin
• Destilliertes Wasser

Gase sind im Normalfall Nichtleiter. Nur bei sehr hohen Spannungen kann elektrischer Strom eine gewisse Strecke durch ein Gas überbrücken, was z.B. bei einem Blitz der Fall ist.

Ob ein Stoff elektrischen Strom leitet oder nicht, hat damit zu tun, ob es in ihm viele freie Elektronen gibt.

In leitenden Festkörpern, wie Metallen, gibt es viele freie bewegliche Elektronen. In Isolatoren jedoch sind alle Elektronen fest an die Atome gebunden und somit nicht frei beweglich.

Was Elektronen sind und welche Rolle sie beim elektrischem Strom spielen, erfährst Du auf den Seiten

Die elektrische Ladung

sowie

Elektrischer Strom und elektrische Stromstärke